Dwukrotny rozwój skorupy żółwia - Judy Cebra-Thomas

Zobacz całą lekcję: https://ed.ted.com/lessons/how-turtle-shells-evolved-twice-judy-cebra-thomas

Dzisiejsze skorupy żółwi są tak zróżnicowane, jak same żółwie. Skorupy żółwi morskich są płaskie i lekkie, żeby ułatwić pływanie. Tymczasem żółwie lądowe mają kopulaste skorupy, które wyślizgną się z zębów drapieżników. Żółwie skórzaste i żółwiaki nie mają dysku na krawędzi karapaksu. Jak rozwijały się ich skorupy? Judy Cebra-Thomas opowiada o przodkach żółwi.

Lekcja: Judy Cebra-Thomas, reżyseria: Cabong Studios.

Poznajcie Odontochelys semitestacea.

To małe stworzenie z epoki triasu późnego
chlapie się na mokradłach

razem z innymi gadami.

Na brzuchu ma najlepszą
ochronę przed atakami:

to twarda skorupa.

Odontochelys jest wczesnym
przodkiem żółwia.

Jego korpus, będący w połowie skorupą,
mówi dużo o współczesnych żółwiach:

w rzeczywistości mają dwie skorupy,
które rozwijają się całkowicie osobno,

podczas gdy żółw jest jeszcze zarodkiem.

Obydwie są przedłużeniem kręgosłupa,

a razem składają się z prawie 60 kości.

Jak inne zarodki,

zarodki żółwi składają się
z niezróżnicowanych komórek,

które się wyspecjalizują

i staną organami i tkankami

dzięki aktywności genów
i komunikacji międzykomórkowej.

Na początku zarodki żółwi
przypominają inne gady,

ptaki i ssaki,

ale różnią się komórkami
krawędzi pancerza.

Komórki rozrastają się wokół ciała
między szyją a dołem grzbietu,

tworząc kształt dysku.

To one pokierują rozwojem
górnej części skorupy żółwia,

czyli karapaksu,

przyciągając komórki,
które staną się żebrami.

Zamiast zaokrąglać się w dół
jak w zwykłej klatce piersiowej,

żebra kierują się do krawędzi pancerza.

Następnie wydzielają białko sygnałowe

zmieniające pobliskie komórki
w komórki kościotwórcze.

Tych 50 kości rośnie aż do zetknięcia się
i połączenia na szwach.

Pierścień kości umacnia
krawędzie karapaksu.

Zewnętrzna warstwa komórek tworzy tarczki

pokrywające karapaks.

Rozwojem plastronu, dolnej części skorupy,

kierują komórki grzebienia nerwowego,

wytwarzające wiele różnych
rodzajów komórek, w tym neurony,

chrząstki i kości.

Gęsta tarcza komórek
rozrasta się na brzuchu,

stykając się w miejscach, w których
tworzy się dziewięć płaskich kości.

Ostatecznie połączą się
z karapaksem za pomocą szwów.

Skorupa żółwia ma oczywiste zalety,
będąc ochroną przeciwko drapieżnikom,

ale wiąże się też z nią kilka wyzwań.

W miarę jak żółw rośnie,

struktury między kościami
karapaksu i plastronu rozszerzają się.

Większość ssaków i gadów
ma elastyczną klatkę piersiową,

która rozszerza się podczas oddychania.

Żółwie używają do oddychania
mięśni brzucha w skorupie.

Jednego do wdechu, innego do wydechu.

Jak rozwijała się ich skorupa?

Choć w skamielinach nadal są braki,

pierwszym krokiem
zapewne było pogrubienie żeber.

Najstarszy przodek żółwia,

stworzenie o nazwie Eunotosaurus,

żył 260 milionów lat temu
i prawie w niczym nie przypominał żółwia,

ale miał szerokie, płaskie żebra

na których trzymały się
mięśnie silnych przedramion.

Eunotosaurus pewnie kopał sobie jamy,

na obszarze dzisiejszej
południowej Afryki.

Odontochelys semitestacea pokazuje inny,
późniejszy etap ewolucji żółwia.

Miał grube żebra jak Eunotosaurus
I talerz na brzuchu dla ochrony.

Pierwsza skamielina ukazująca
pełną skorupę dzisiejszego żółwia

ma około 210 milionów lat.

Należy do gatunku o nazwie Proganochelys,

którego żebra się zrosły.

Proganochelys krążył między lądem i wodą.

W przeciwieństwie do dzisiejszych żółwi
nie mógł schować głowy do skorupy,

ale miał na karku kolce do obrony.

Dzisiejsze skorupy żółwi
są tak zróżnicowane jak same żółwie.

Skorupy żółwi morskich są płaskie
i lekkie, żeby ułatwić pływanie.

Tymczasem żółwie lądowe

mają kopulaste skorupy,
które wyślizgną się z zębów drapieżników

oraz pomogą im stanąć na nogi
w razie przewrotki.

Żółwie skórzaste i żółwiaki

nie mają dysku na krawędzi karapaksu

ani tarczek na skorupie,

dzięki czemu łatwiej się im wcisnąć
w wąskie przestrzenie.