Nova Investigació A Smithsonian

Com va aconseguir la closca la tortuga, amb disculpes a Esop

Les tortugues es mantenen soles entre els animals vius i extingits amb capa reduïda a causa de la closca dura única que els envolta. Altres animals, com l'armadillo, van desenvolupar armadures corporals, però la closca de la tortuga integra plenament les costelles de la columna vertebral i del tronc.

La closca de la tortuga està formada per fileres de plaques òssies ben connectades, que estan cobertes per plaques divertides o escuts. La cappa amb forma de cúpula que cobreix la part posterior de l’animal està connectada al plastró pla de la part inferior de l’animal per un pont d’os. La caixa resultant tanca les cintures d'espatlla i maluc, però està oberta per davant per al cap, el coll i les potes anteriors, i per la part posterior per a la cua i les potes posteriors.

com van els astronautes al bany

Com va evolucionar aquesta inusual estructura? Un dels Les rondalles d’Esop explica les noces de Zeus i Hera. Hermes havia convidat tots els animals, però la tortuga no va aparèixer. Quan un Hermes enfadat va exigir saber per què no havia vingut a la festa, la tortuga va respondre que preferia la seva pròpia casa. Enutjat, Hermes va fer que l'animal portés la seva casa per sempre més tard.





L’any passat el meu company Rainer Schoch i jo publicat la nostra pròpia versió de com la tortuga va obtenir la seva closca sota el títol menys entretingut Osteologia de la tortuga mare del triàsic mitjà Pappochelys rosinae i l'evolució primerenca de l'esquelet de la tortuga.

Mentre que altres animals, com l’armadillo, van desenvolupar armadures corporals, la closca de la tortuga (a sobre: ​​la capçalera d’una tortuga trencadora) integra plenament l’animal

Mentre que altres animals, com l’armadillo, van desenvolupar armadures corporals, la closca de la tortuga (a sobre: ​​el caparítol d’una tortuga que s’estira) integra plenament l’espina dorsal i les costelles de l’animal.(NMNH)



Durant molts anys, els membres més antics coneguts del llinatge de les tortugues van ser Protocans i Proganòquels , que són més coneguts d’Alemanya i Polònia. Tenen uns 210 milions d’anys. Tot i que menys avançades en molts aspectes que les tortugues actuals, aquestes dues tortugues mare ja tenien closques completament formades, proporcionant pocs coneixements sobre l’origen de la closca de les tortugues.

L’origen d’una estructura biològica tan complexa com la closca de la tortuga va enfrontar els zoòlegs amb un dilema. Llevat que una closca completa evolucionés sobtadament, el seu desenvolupament s'hauria produït en diversos passos. Això va desconcertar els investigadors perquè no estava clar quin avantatge de supervivència conferiria cada pas intermedi. Fins fa pocs anys, el principal problema a la recerca de fòssils de precursors de tortugues era que els paleontòlegs no podien imaginar fàcilment com podria ser una cosa en el camí de convertir-se en una tortuga.

Proganòquels (a sobre), que ja tenia una closca. '>

Entre els membres més antics coneguts del llinatge de les tortugues hi ha els 210 milions d’anys Proganòquels (a sobre), que ja tenia una closca.( Wikimedia Commons )



Diversos investigadors van suggerir que les plaques òssies incrustades a la pell, anomenades osteoderms, que es troben en els cocodrils i alguns altres rèptils, s'havien fusionat amb els ossos subjacents de la tortuga per formar una closca òssia sòlida. Aquesta idea va ser refutada pels zoòlegs, que des de principis del segle XIX, han estudiat els embrions moderns de tortugues per rastrejar com es desenvolupa la closca. El seu treball va establir que les diverses parts de la closca es desenvolupen a partir de diferents parts de l'esquelet. Gran part de la cappa es deriva de la columna vertebral i les costelles. Dins d’un disc de teixit connectiu situat a la part posterior de l’embrió de les tortugues, les costelles del tronc s’eixamplen i creixen directament cap als costats, en lloc de corbar-se cap avall per tancar el tronc com ho fa per a la majoria dels rèptils.

Això explica com la faixa de l’espatlla, que es troba fora de la caixa toràcica en altres rèptils, acaba dins de la caixa toràcica i la closca de les tortugues.

L’origen del plastró que cobreix la part inferior de la tortuga és menys evident. Els ossos de l’extrem anterior del plastró corresponen a les clavícules i a un os que connecta les clavícules al llarg de la línia mitjana, o la interclavícula, a la cintura d’espatlla d’altres rèptils.

Eunotosaure, amb les seves costelles amples i fortament corbades, és un precursor llunyà de la tortuga. '>

Segons una nova investigació, l’animal de 260 milions d’anys Eunotosaure, amb les seves costelles amples i fortament corbades, és un precursor llunyà de la tortuga.(NMNH)

El primer rèptil fòssil que mostra algunes semblances amb les tortugues es va descobrir a les roques de 260 milions d’anys de Sud-àfrica a la dècada de 1890. Aquest animal insòlit, anomenat eunotosaure , té un tronc curt amb costelles inusualment amples i fortament corbades, que es superposen parcialment. No obstant això, es diferenciava de les tortugues en molts aspectes, i els paleontòlegs van desestimar durant molt de temps les semblances entre ambdues com a resultat d'una evolució independent. Basat en estudis de fòssils d’aquest rèptil descoberts més recentment, el meu antic company Smithsonian Tyler Lyson i els seus col·laboradors han recuperat recentment la idea que eunotosaure era un precursor llunyà de tortugues.

El 2008, el descobriment a la Xina, un fòssil de gairebé 220 milions d'anys d'un precursor indiscutible de tortuga, va representar un avanç important en la nostra comprensió de l'evolució de la closca de la tortuga. Aquest rèptil, Odontochelys , vivia aparentment a prop o en aigües costaneres. El fòssil té costelles de tronc amples i bastant rectes i no té cap tipus de cappa. La gran sorpresa va ser que ja té un plastró completament format que cobreix la part inferior, igual que en les tortugues actuals. Odontochelys era una tortuga-mare sobre mitja closca.

Previsualitza la miniatura de

L'ascens dels rèptils: 320 milions d'anys d'evolució

Amb aquest volum meticulosament investigat, Hans-Dieter Sues fa un retrat complet de l’evolució dels rèptils. Nombroses fotografies d’exemplars clau d’arreu del món introdueixen als lectors en el registre fòssil dels rèptils i les imatges en color dels rèptils actuals il·lustren la seva diversitat.

Comprar

El 2015, en un jaciment lacustre de 240 milions d’anys al sud d’Alemanya, Rainer Schoch i jo identificat restes esquelètiques d’una tortuga mare encara més antiga, Pappochelys , que en grec significa tortuga avi.

A la vida, Pappochelys s’assemblaria més a un petit llangardaix grassonet que a una tortuga. Les costelles del tronc són amples i s’estenen principalment cap als costats des de la columna vertebral. A diferència de Odontochelys , el grassonet Pappochelys no té plastró, però té una extensa capa d’ossos en forma de costella incrustats als músculs de l’abdomen. Tanmateix, aquestes costelles del ventre s’assemblen als prims creixements ossis dels embrions de tortugues moderns que finalment es fonen entre si i esdevenen els ossos del plató. Els zoòlegs feien temps que havien fet la hipòtesi que gran part del plastró de les tortugues evolucionava a partir de les costelles del ventre en un precursor de rèptils.

Tant en termes d’anatomia com d’edat geològica, Pappochelys sembla un intermedi perfecte entre eunotosaure i Odontochelys .

Després del descobriment de Odontochelys a les roques marines, alguns paleontòlegs van argumentar que les tortugues van evolucionar originalment a l'aigua. Això podria explicar la mitja closca que protegeix la part inferior de Odontochelys: molts depredadors aquàtics ataquen les seves preses des de baix. Malgrat això, eunotosaure i Pappochelys eren animals que habitaven la terra amb la part inferior propera a terra.

Pappochelys, és a dir, una tortuga avi, hauria semblat un llangardaix grassonet, però les seves costelles del ventre s’assemblen als esvelts creixements ossis dels embrions moderns de tortuga. '>

A la vida, Pappochelys, és a dir, una tortuga avi, hauria semblat un llangardaix grassonet, però les seves costelles del ventre s’assemblen als esvelts creixements ossis dels embrions moderns de tortuga.( Rainer Schoch, Wikimedia Commons )

En discutir l'origen de les costelles eixamplades en el llinatge de les tortugues, Tyler Lyson assenyalat això eunotosaure té unes mans més grans que els peus i que porten grans urpes. Els ossos del braç robust tenen grans punts d’adherència per a músculs potents. Aquests músculs podrien haver retirat els braços amb força. Juntes, aquestes característiques ho indiquen eunotosaure era un capaç d'excavador. Les seves costelles amples i parcialment superposades haurien estabilitzat el tronc per ajudar els braços durant l’excavació. No obstant això, un tronc inflexible hauria frenat l’animal mentre es movia, fent-lo vulnerable als depredadors. Una expansió addicional de les costelles i els brots ossis de les parts de la columna vertebral haurien acabat envoltant completament el tronc.

Aquests recents descobriments de fòssils il·lustren bellament els principals passos en l'evolució de la closca de la tortuga. El pas inicial, l’ampliació de les costelles, aparentment no estava relacionat amb la protecció. Va formar una regió tronc rígida per excavar. Més tard, una expansió addicional de les costelles en plaques òssies hauria transformat la closca en desenvolupament per a una major protecció.

La maledicció d'Hermes va resultar ser un avantatge evolutiu per a les tortugues.





^