«Кто носит на себе свой дом на суше и в воде?», – подобные загадки не раз мы слышали в детстве. Не раз в мультиках мы видели, как легко и свободно черепаха покидает свой «домик» и возвращается обратно. На самом деле, это заблуждение. Панцирь – не просто защитная оболочка, как раковина рака-отшельника, он – часть ее скелета. Поэтому у черепахи не получится покинуть панцирь или поменять голову и хвост местами.
Черепахи – холоднокровные рептилии. Они отличаются от других представителей класса (змей, ящериц, крокодилов) наличием твердого двухслойного панциря, наличие которого серьезно повлияло на строение скелета, расположение и функционирование внутренних органов.
Панцирь можно условно разделить на две части: карапакс покрывает спину рептилии, а пластрон – брюхо. Каждая часть имеет два слоя – костный внутри и роговой снаружи. Внутренний слой состоит из пластин, а внешний – из щитков. Края пластин и щитков не совпадают. Каждый щиток растет отдельно. Когда черепаха впадает в спячку, на щитках появляются годовые кольца. Есть виды, у которых верхний слой панциря покрыт не твердыми щитками, а толстой кожей (например, кожистые черепахи). У детенышей, только вылупившихся из яйца, мягкий панцирь, он затвердеет спустя несколько месяцев. У молодых черепах между щитками есть широкие лакуны (просветы). Со временем, щитки растут, и просветы практически пропадают. У водных черепах лакуны состоят из хрящевой ткани, что обеспечивает большую гибкость при движении, чем у сухопутных собратьев.
Все отделы позвоночника черепахи, кроме хвостового и шейного отдела, приросли к внутреннему слою карапакса. Шейный отдел составляют восемь позвонков, два из них соединены подвижно. Хвостовые позвонки тоже соединены подвижно. В панцире с двух сторон есть отверстия, в которые животное может втянуть голову, лапы и хвост. Есть виды, например, коробчатая черепаха, у которых часть панциря подвижна и может опускаться и прикрывать конечности при внешней угрозе.
Череп небольшой, челюсти не имеют зубов. На челюстях черепахи образуется роговой нарост в виде клюва, который успешно заменяет зубы. Причем форма и ширина клюва зависит от рациона рептилии. У хищных черепах зазубрины имеют острые края, помогающие разрывать плоть жертвы. У травоядных видов наросты более плоские и широкие, ими хорошо перетирать растительную пищу. Всеядные имеют промежуточное строение челюсти. Кстати, черепахи легко меняют свой рацион в зависимости от обстоятельств. Хищники при неимении добычи переходят на вегетарианское меню, растительноядные виды охотно пробуют животную пищу.
Форма и цвет панциря напрямую зависит от среды обитания рептилии. Водные морские черепахи – обладатели подвижного обтекаемого панциря, у пресноводных видов панцирь гладкий и плоский. Сухопутные же виды могут похвастаться высоким бугорчатым панцирем в форме купола. Окрас самый разнообразный. В России черепахи серо-коричневых оттенков (для маскировки). Обитатели южного полушария часто имеют яркие цвета. Морские виды часто окрашены в желто-зеленые тона. Многие виды имеют на панцире наросты в виде шипов или гребней для красоты или самозащиты.
Столь необычное строение скелета отразилось и на расположении и функционировании внутренних органов. Больше всего преобразилась дыхательная система. Так как панцирь не позволяет грудной клетке сокращаться, вдыхание и выдыхание воздуха происходит путем изменения объема полости тела. При дыхании сокращаются мышцы, идущие от плеча и таза к пластрону и мышцы, расположенные по краям панциря. У сухопутных видов дыхание осуществляется при помощи движения шеи и передних лап и за счет сокращения собственной мускулатуры легких.
Всем водным черепахам приходится периодически подниматься на поверхность, чтобы наполнить легкие воздухом. Некоторые виды освоили альтернативные способы усвоения кислорода: через кожный покров, специальные ткани в ноздрях. Есть виды, которые поглощают кислород при помощи клоаки.
Спинной мозг, в отличие от головного, хорошо развит. Черепаха может похвастаться острым обонянием и цветным зрением, но слабым слухом. Мышцы тела практически атрофированы, а вот конечности, наоборот, мощные. У сухопутных черепах на передних лапах растут загнутые когти, чтобы рыть норы. У пресноводных черепах растут перепонки между пальцами, а у морских вместо лап – ласты.
Длина и вес тела варьируется от 7-8 см и 95 гр. (капская черепаха) до 2,5 м и 600кг (кожистая черепаха) соответственно.
Черепахи живут на Земле уже давно. Первые представители класса жили примерно 220 млн. лет назад. У первых черепах была только нижняя часть панциря – пластрон, а во рту росли зубы. Но уже тогда наметился свой особенный путь развития, которому эти необычные рептилии следуют уже миллионы лет.
Вы когда-нибудь задумывались, что внутри панциря черепахи?
Черепахи имеют, возможно, одно из самых необычных строений тела в животном мире.
Внешний вид достаточно прост для понимания.
С особенностями, видимыми человеческим глазом, включая четыре конечности, голову и какое-то подобие хвоста, выходящее из панциря.
Или пластины из твердой кожи, в случае черепах со мягким панцирем.
Но задумывались ли вы когда-нибудь что внутри панциря черепахи? Мы решили выяснить.
Из чего сделан панцирь черепахи
Черепахи вылупляются из яйца, но это далеко не последняя оболочка животного. Маленькие вылупляющиеся черепахи часто имеют довольно мягкий панцирь, но он затвердевает в первые несколько дней или недель жизни.
Сам панцирь состоит из нескольких слоев, которые включают кость, живую ткань и хрящ. Объединяющей чертой большинства видов является внешний слой щитков. Которые состоят из кератина – прочного волокнистого структурного белка, из которого состоит все, от рогов до человеческих ногтей и волос. Каким бы прочным он ни был, панцирь все же может быть чувствительным к прикосновению. Что может объяснить, почему некоторые черепахи имеют забавную черту танцевать под падающей водой.
Может ли черепаха выживать без панциря?
Несмотря на то, что вы могли поверить в мультфильмы, черепах нельзя вынуть из панцирей. Панцирь – это не модная броня, которую надевают черепахи, чтобы они могли загорать на спине зубастых хищников. Это на самом деле часть их скелета. Они могут лечить травмы средней степени тяжести, но если оболочка сильно повреждена, они вряд ли выживут. Так как их внутренние органы будут обнажены.
Купол наверху, известный как панцирь, имеет внутреннюю костную подкладку, которая сливается с позвоночником животного. Пластрон, плоская пластина на брюхе черепахи, также срастается с реберными костями и грудиной животного.
Однако не весь скелет черепахи находится снаружи. Поскольку ее плечевой и бедренный пояса фактически находятся внутри панциря. Это делает наземных черепах, уникальными. Поскольку они единственные наземные позвоночные, которые передвигаются с опорой на бедра и плечи.
Носить с собой большой костяной купол может показаться тяжелым трудом. Но он не такой тяжелый, как кажется. Кость в панцире многих, если не всех, видов на самом деле очень легкая, поскольку имеет своего рода сотовую структуру. Большая часть веса даже действительно большой черепахи, такой как, галапагосские черепахи, связана не с панцирем, а с тем, что внутри него.
Как дышат черепахи
Это становится еще более удивительным, когда мы начинаем смотреть на то, как эти животные дышат. Их легкие расположены по направлению к верхней и передней части панциря. Очень удобная адаптация, позволяющая плавать всем черепахам, даже массивным наземным черепахам. Эта способность сыграла ключевую роль в колонизации океанических островов. Такие как Сейшельские острова, Маврикий и Галапагосские острова.
Единственным недостатком этих покрытых панцирем легких является то, что, поскольку ребра черепахи срослись и ороговели, она не может полагаться на отрицательное давление в грудной полости, чтобы втягивать воздух в легкие.
Здесь у черепахи есть две альтернативы. Она может использовать мышцы, в качестве средства втягивания и выдыхания воздуха. Особенность, которая впервые появилась у Eunotosaurus africanus. Древней рептилии, обитавшей в Южной Африке в период средней перми, примерно 260 миллионов лет назад. Или может использовать свой зад.
Черепахи используют зад для дыхания?!
Если вам нужны дополнительные разъяснения по поводу «задового дыхания», физиологическое чудо совершается с помощью одной из самых универсальных структур природы: клоаки.
Это супер-отверстие для мочеиспускания, испражнения и для откладывания яиц помогают черепахам (а также рептилиям и птицам) выделять все виды экскрементов. Но для черепах его также можно использовать для поглощения кислорода и выброса углекислого газа. Это происходит, когда водные черепахи вбирают воду через клоаку, где происходит газообмен. Затем происходит выброс воды снова.
Это процесс дыхания, который позволяет некоторым черепахам долго находится под водой, но у них есть еще одна хитрость в их панцирях.
Внутри панциря черепахи находится уникальная структура. Которая включается, когда некоторые черепахи переключаются с аэробного на анаэробное (с воздухом или без него соответственно) дыхание под водой.
В этом состоянии черепахи используют глюкозу (вместо переносимого по воздуху кислорода). И выделяют молочную кислоту (биологический побочный продукт, который заставляет нас чувствовать боль в мышцах во время физических нагрузок). Слишком много кислоты является проблемой для черепахи. Поэтому ее панцирь поглощает кислоту и выделяет бикарбонат для ее нейтрализации.
Современная черепаха – удивительное животное. Предки нынешних пресмыкающихся жили в незапамятные времена: останки доисторических черепах ученые датировали событиями, которые происходили в живой природе двести двадцать миллионов лет назад. Интересно, как выглядели первые виды черепах и наделила ли их эволюция мощным костным щитом? И что прячет современное пресмыкающееся под прочным панцирем?
Первые черепахи из глубины веков
Первые черепахи-земноводные еще не подверглись влиянию эволюции и не обладали каким-либо защитным панцирем. Поэтому нередко становились лакомой добычей для более крупных животных. Поэтому природа первоначально наделила уязвимых существ панцирем в брюшной области. Однако изворотливые хищники начали атаковать черепашьи отряды со спины. Поэтому в течение последующих сотен лет щит стал формироваться уже на спине.
Примерно сто пятьдесят миллионов лет назад представительница земноводных обзавелась тем двухсоставным панцирем, который есть и у нынешних ее потомков. Верхняя часть кожно-костяного щита, расположенная на спине животного, именуется карапаксом. Нижние пластины на черепашьем брюхе называются пластроном. Защитный слой, который дает живому существу защиту от опасностей среды и мира фауны, образован из нескольких костяных пластин.
Как устроен черепаший «особняк»
Кстати, существовать вне панциря обладательница природного «дома» не может, поскольку щит формируется за счет объединения позвоночника и ребер грудной клетки. Он уплотняется и расширяется на протяжении всей жизни его обладательницы, вместе с прочими клетками организма. Кости животного как бы сливаются воедино. Кожно-костяной покров – это нечто вроде обособленной грудной клетки, которая находится на спине и животе пресмыкающегося.
Чувствительная броня в процессе жизнедеятельности
В случае опасности черепаха прячет голову вместе с шеей, а также лапы внутрь костяной защиты. Она двигает головой, как бы растягивая или укорачивая собственный позвоночник. Есть и такие виды пресмыкающихся, у которых части панциря, прикрывающие голову или хвост, от природы не статичны, а подвижны. Едва напуганная черепаха втягивает голову внутрь «дома», как панцирь маскирует укрытие. И делает его недоступным для врагов.
Щит состоит из нескольких десятков отдельных пластин, число которых варьируется в пределах 40-60-ти кожно-костных частей ткани. Причем, роговые защитные участки изнутри ложатся в другой последовательности, чем внешние. Такое свойство повышает прочность черепашьей «крыши». Кажется, что естественная броня подобна камню и непробиваема. На самом деле, панцирь имеет и нервные окончания, и сеть кровеносных сосудов. Поэтому при повреждениях, царапинах или вмятинах животное страдает от болевых ощущений и плохого самочувствия.
Как образуются новые защитные покрытия естественной брони? Они постепенно отрастают по краям кожаной «черепицы». У юных особей некоторых видов черепашьих панцирь формируется со временем, по мере взросления. Сначала он может быть гибким и даже мягким. Или выглядеть в виде двух боковых наростов. В природе такие малыши крайне уязвимы для прожорливых хищных охотников. Но с возрастом боковые пластины соединяются, образуя единую бронированную площадь.
Панцирь у черепах выглядит крепким и надежным укрытием. Однако и он подвержен повреждениям и болезням. Чаще всего проблемы с панцирем возникают у сухопутных черепах, поэтому именно их владельцам нужно быть особенно внимательными к своим питомцам.
Особенности строения панциря черепахи
Панцирь у черепахи — это по всей сути костное образование. Многие представляют панцирь как что-то отдельное от тела животного, но на самом деле это часть его скелета. Она состоит из двух сегментов:
Указанные части соединяются между собой костным мостиком.
Если у вас есть маленький ребенок, очень важно объяснить ему, что панцирь соединен с черепахой, и по сути является частью ее тела. К сожалению, случаи, когда дети пытаются «вытащить» черепаху или суют под панцирь какие-либо предметы, очень распространены, и приводят к печальным последствиям.
Механические повреждения панциря у черепахи
В результате удара или падения у черепахи может отколоться кусочек панциря. Если область повреждения небольшая и другие органы не задеты, то в такой ситуации нет ничего страшного. Как правило, сколы быстро зарастают новой тканью и не беспокоят животное. Но когда повреждение сильное и сопровождается кровотечением, то черепаху нужно как можно быстрее доставить в больницу. То же самое касается и трещин панциря. Как правило, костная ткань восстанавливается, но довольно медленно. Поэтому глубокие трещины обязательно требуют медицинской помощи.
Мягкий панцирь
Нередко владельцы замечают, что панцирь у их черепахи стал более мягким на ощупь, чем обычно. Подобное смягчение тканей зачастую является последствием неправильного питания и возникает в результате дефицита витамина D. Также у животного могут быть нарушения в работе органов желудочно-кишечного тракта, которые мешают усвоению полезных веществ. В любом случае необходима консультация ветеринара, который назначит витаминные добавки и даст советы относительно коррекции рациона.
Сухость панциря
Если вы заметили, что на коже и на панцире у вашей черепахи появились шелушения, а период линьки у нее уже закончился, то это может свидетельствовать о недостатке влаги в организме. Зачастую причина кроется в том, что животное содержится в неправильных условиях: при слишком высокой температуре воздуха или под прямым солнечным или искусственным освещением. Также черепаха должна иметь свободный доступ к воде, ведь таким образом она увлажняет как кожу, так и панцирь.
Что делать, если у черепахи возникли проблемы с панцирем?
Если вы заметили какие-либо повреждения панциря или другие изменения, обязательно покажите вашего питомца ветеринару. Это должен быть опытный специалист, который владеет всеми необходимыми знаниями и методиками лечения черепах. Для вашего питомца подберут необходимое лечение и дадут рекомендации по уходу за животным, которые в будущем помогут избежать проблем с панцирем.
Панцири морских черепах оказались домом для тысяч микроскопических животных
На панцире морской черепахи логгерхеда в среднем живет 34000 микроскопических симбионта, среди которых есть черви нематоды, разнообразные рачки и другие беспозвоночные. Такие оценки получили исследователи после изучения проб, взятых у 23 черепах. В статье для журнала Diversity они отмечают, что черепаший панцирь не только служит домом для многочисленных живых существ, но и помогает им расселяться по океанам.
Панцирь морской черепахи — идеальное место для жизни симбиотических организмов, которые находят здесь пищу, защиту или просто субстрат для прикрепления. Самых крупных из них — рыб-прилипал (Echeneidae) и усоногих ракообразных (Cirripedia) — легко заметить невооруженным взглядом. Однако микроскопические обитатели черепашьего панциря более многочисленны и разнообразны — и при этом намного хуже изучены.
Исследователи во главе с Йеруном Ингельсом (Jeroen Ingels) из Университета штата Флорида решили оценить количество симбионтов, населяющих панцирь морской черепахи логгерхеда (Caretta caretta). Они сосредоточились на самой малоизученной группе — мейофауне, то есть организмах размером от тридцати двух микрометров до одного миллиметра.
Члены команды изучили карапаксы 23 логгерхедов, которые приплыли откладывать яйца на остров Сент-Джордж у западного побережья Флориды. Исследователи шпателем очистили их панцири от усоногих рачков, после чего взяли образцы с помощью губки. Чтобы оценить, как симбионты распределены по поверхности карапакса, пробы по возможности брали отдельно с передней, средней и задней его части. Одну из черепах обработали дважды, с промежутком в несколько дней.
В среднем на карапаксе каждого логгерхеда было обнаружено по 34000 микроскопических симбионта. Меньше всего их было у вторично обработанной черепахи — 353, а максимальная численность составила 146190 особей. При этом отличий в плотности и разнообразии мейофауны между разными частями панциря обнаружено не было.
Среди обитателей черепашьих панцирей были представители двадцати таксонов выше семейства, включая различных ракообразных, червей и их личинок. Интересно, что их видовой состав заметно отличался от особи к особи. Скорее всего, он зависел от того, где кормились разные черепахи.
Особое внимание исследователи уделили круглым червям нематодам (Nematoda), которых на каждом логгерхеде было в среднем 2656. Команде удалось идентифицировать среди них представителей 111 родов. В отличие от остальной мейофауны, для нематод расположение на той или иной части панциря оказалось важным фактором. Видовое разнообразие этих червей росло по мере продвижения к задней части, причем представители разных родов предпочитали разные участки. Впрочем, средняя численность нематод была примерно одинаковой по всему карапаксу. По мнению авторов, задняя часть тела морской черепахи реже всего оказывается на поверхности и меньше всего подвержена влиянию потоков воды, что обеспечивает стабильные условия для высокого видового разнообразия круглых червей.
Нематода из рода Richtersia — один из сотен видов, населяющих поверхность панциря логгерхеда.
Jeroen Ingels / Florida State University Coastal and Marine Laboratory
