Что такое панцирь черепахи
Строение и функции черепашьего панциря
Из всего многообразия пресмыкающихся наиболее удивительным животным является черепаха, которая всегда живет в своем домике-панцире. Он кардинально меняет строение тела, скелета и развитие мышечного аппарата. Наличие твердого рогового слоя на поверхности животного вызывает много вопросов. Например, как устроен панцирь черепашки и из чего он состоит?
Исторические факты: откуда взялся панцирь?
Черепаший панцирь выполняет роль защиты от врагов, в который она всегда может спрятаться. Это настоящая броня, она надежно защищает животное. Панцирь представляет собой две пластины (верхнюю и нижнюю), которые поддерживаются за счет сросшихся ребер. Благодаря этому создается прочная конструкция, способная выдержать большие нагрузки.
Формирование панциря шло постепенно. Учитывая, что черепахи – древние животные, дошедшие до нас с юрского периода (200 млн. лет назад), можно предположить, что изначально они имели иное строение. В 2008 году китайские специалисты нашли скелет «зубастой черепахи с половиной панциря». Панцирь у черепахи появился в ходе эволюции, и вначале была развита только его верхняя часть – карпакс.
Учеными были найдены останки близких родственников черепашьего семейства, которые отличались:
Не сросшиеся ребра не давали надежной защиты, но позволяли легким наполняться воздухом. Предположительно, во время пермского вымирания, когда на планете наступила темнота и похолодание, предки сухопутной черепахи прятались под землю, вырывая норы. Скелет и крепкие мышцы помогали рыть грунт по принципу экскаватора.
Со временем ребра начали срастаться, и животное постепенно привыкало к строению своего тела, осваивая новую систему дыхания и передвижения. Сросшиеся ребра позволили объединить верхнюю и нижнюю часть «домика» в единое целое и черепахе панцирь стал нужен для защиты.
Это интересно: Удалось найти остатки другого вида предков и по костям, окружающим глазницы, стало очевидно, что животные проводили в темноте большую часть времени. Это подтверждает гипотезу подземного образа жизни.
Строение панциря
Под панцирем у черепахи находится позвоночник, который имеет форму дуги, выгнутой наружу. К нему крепятся ребра, которые в нижней своей части соединены с ключицами. Карпакс (так называется спиной щит панциря черепахи) и пластрон (нижняя часть) надежно прикреплены к скелету и в неподвижном положении их удерживают ребра, поэтому вытащить пресмыкающееся «из домика» невозможно. Черепаха без панциря жить не может. Он имеет только три отверстия, предназначенных для головы, ног и хвоста, которые способны втягиваться внутрь.
Строение панциря черепахи и особенности скелета вызвали атрофию большинства брюшных мышц, но мышечный каркас шеи и ног развит хорошо, что позволяет выдерживать серьезные нагрузки при перемещении. Ороговевшее покрытие очень прочное и способно выдерживать вес в 200 раз больший, чем весит животное.
У некоторых особей есть особенность подтягивать карпакс к пластрону, создавая спинной щит черепахи, под которым она чувствует себя в полной безопасности, прячась внутри. Он выполняет и другие функции, защищая тело от избытка или недостатка тепла.
На заметку: Щитки панциря с течением времени покрываются концентрическими линиями. Благодаря им герпетологи определяют возраст животного и состояние его здоровья.
Панцирь черепахи состоит из плотных костных пластин. На карпаксе черепахи пластины расположены упорядоченно:
Снаружи карпакс покрыт еще одним слоем ороговевших пластин, размещенных хаотично. В целом это позволяет сформировать прочный костяной панцирь. У сухопутных пресмыкающихся он куполообразный, у водных имеет более обтекаемую форму.
Пластрон образован 9 костными пластинами, 4 из которых являются парными. Девятая расположена в центре передних, наиболее крупных пластин. Пластрон представляет собой анатомическое завершение пояса передних конечностей и ребер, к которым он крепится. У наземных форм он массивный и прочный, у водных – видоизменен до более легких крестообразных пластин.
На заметку: Панцирь у черепахи не является полностью ороговевшим образованием, в нем расположены нервы и кровеносные сосуды. При ударе или ранении животное травмируется и испытывает боль.
Прочность и окраска панциря
Насколько панцирь черепах прочен, зависит от конкретного вида, размеров и среды обитания животного. Но назвать его непробиваемым нельзя. Этим пользуются птицы и хищники, которые сбрасывают животное с высоты. При этом «защитная скорлупа» лопается и деликатесное лакомство готово к употреблению.
Если пресмыкающееся живет в неволе, то его могут уронить, ударить, прищемить дверью. Все это ведет к травмам, так как материал, из которого сделан панцирь черепахи – это не броня в буквальном смысле слова.
Это интересно: В природе существует эластичная черепаха, которая покрыта мягким панцирем. Она маленькая (тело — до 20 см) обитательница африканских скал и саванн.
При опасности способна протиснуться в самую узкую щель в скале и вытащить ее оттуда хищник не может.
Окраска и рисунок роговых щитков разнообразны, они зависят от видовой принадлежности и названия особи. Благодаря рисунку можно с уверенностью сказать, к какому виду принадлежит конкретное животное. Черепаха в панцире из красивых, разноцветных щитков до сих пор является предметом охоты браконьеров. Из роговых образований делают оправы для очков, футляры, рукоятки для ножей и другие предметы.
Как формируется панцирь у детенышей черепах?
О своих малышах пресмыкающиеся не проявляет заботы. Вылупившиеся на свет детеныши на уровне инстинктов бегут к морю или в укрытие на сушу. В этот период они очень уязвимы, хотя черепахи рождаются с панцирем. Но «защитная скорлупа» еще не достаточно сформирована и малышей охотно поедают «гурманы» (птицы, крабы, еноты).
Они самостоятельно адаптируются в окружающей среде, и панцирь черепашки формируется одновременно с ее ростом, что продолжается около 10 лет, пока животное не станет взрослым. Новые щитки начинают нарастать по краям. Между пластинками у молодых особей широкие просветы, поэтому «броня» не обладает высокой прочностью. Затем косные пластинки начинаю увеличиваться в размерах и постепенно смыкаются. Так растет панцирь у черепахи.
У домашних питомцев иногда возможен его «пирамидальный» рост, что является патологией. Это связано с неправильным отложением кератина – белка, из которого формируются роговые пластины. Возможно возникновение пятен или изменение цвета: это свидетельство развития инфекции. Для рептилий характерна репаративная регенерация, в ходе которой травмированные участки способны к самовосстановлению.
Это интересно: В составе черепашьего «купола» есть фосфор. Когда животное долго греется на солнышке, ночью он способен светиться, выдавая местонахождение животного.
Отличия в строении панциря сухопутных и морских черепах
Строение скелета морских видов мало чем отличается от их сухопутных сородичей. У всех черепах есть панцирь, но его строение у обитателей воды и суши несколько отличается. У сухопутных рептилий он очень прочен. Это основательная броня, которая имеет выпуклое строение.
Что такое панцирь черепахи, живущей в водной среде? У морских обитателей он объемный и плоский. В ходе эволюции морской черепахи, у нее появился каплевидный каркас, которые является обтекаемым и позволяет быстро перемещаться в пластах воды. Поскольку панцирь плоский, а голова и ласты морского обитателя большие, он не способен их прятать. Скорость является залогом безопасности животного и возможности добыть пропитание. Передние ласты больше и мощнее задних, они помогают рептилии быстрее двигаться.
Это интересно: Морские обитатели отличаются довольно крупными размерами. Они «не по зубам» многим морским хищникам, так как они не в состоянии проглотить огромную рептилию.
Среди морских особей особым строением выделяется кожистая черепаха и поэтому она выведена в отдельный подвид. На ластах у нее нет когтей, а панцирные роговые пластины заменены кожистым слоем кожи. Этот подвид черепахи может жить без панциря. Но это единственное и уникальное животное, подобных которому не существует.
Панцирь является «визитной карточкой» черепахи. Это необычная рептилия везде ходит со своим домиком. Появившись 200 млн. лет назад, животное продолжает свой медленный путь по планете. Теперь мы знаем ответ на вопрос: зачем черепахе панцирь.
Панцирь черепахи
Черепахи – это экзотические животные, которые удивляют своим спокойным нравом и необычной красотой. По этой причине многие стараются заводить этих животных дома, ведь они не требуют особого ухода, да и не приносят хлопот и проблем. Но все-таки, прежде чем заводить рептилию стоит внимательно рассмотреть ее особенности. Особое внимание стоит обратить на панцирь черепахи, эта часть может рассказать о многом, включая состояние здоровья животного.
Что такое панцирь
Эта важная часть тела состоит из двух частей:
И пластрон, и карапакс имеют сверху покрытие из прочных роговых чешуек. Именно за счет наличия этого покрытия рептилия может выдерживать нагрузки, которые в 200 раз больше веса самой черепахи.
Защитная броня полностью состоит из костной ткани, которая по своему строению напоминает грудную клетку, расположенную снаружи тела. Но при этом она имеет собственную кровеносную систему, поэтому при сильных повреждениях, переломах, трещинах панцирь может кровоточить и вызывать неприятные болезненные ощущения.
Так зачем черепахе панцирь? Для чего требуется эта часть тела? Благодаря наличию прочной брони обеспечиваются следующие важные условия:
Эта неотъемлемая часть тела, которая имеет огромное значение для этого земноводного животного. За счет нее обеспечиваются многие процессы. Она тесно связана с телом, она в прямом смысле срощена с позвоночником. По этой причине можно однозначно ответить на вопрос – может ли животное вылезти из панциря, нет, этого оно сделать не может. А то, что показывают в некоторых мультиках, как животное скидывает панцирь, является мифом.
Что такое линька и как она происходит
У каждой черепахи происходит естественное явление – линька. Обычно он наблюдается в период активного роста тела, когда верхние слои кожного покрова и панциря просто не успевают за этим естественным процессом. В результате слои отмирают и отслаиваются.
Обратите внимание! Несмотря на то, что линька является естественной реакцией организма и не наносить сильный вред здоровью рептилии. Каждый владелец должен иметь в виду, что в этот период питомцу потребуется помощь и особый уход.
Как часто бывает линька
Черепахи могут линять за весь период роста очень часто – два раза в месяц. В то время как растет панцирь у черепахи и происходит процесс отслаивания верхних слоев. Как только его рост останавливается и соответственно линька прекращается. В целом этот процесс продолжается на протяжении двух лет, до того времени, пока не закончится процесс формирования организма рептилии.
Если же у взрослой черепахи отслаивается панцирь, то это может свидетельствовать о наличии в организме рептилии патологического процесса. А вот какая болезнь и ее причины сможет определить только полное обследование животного.
Как правильно ухаживать в период линьки
Если вы заметили, что у питомца на поверхности расслаивается панцирь, то это явный признак того что у него линька. Но ля того чтобы в это время рептилия ощущала себя комфортно, требуется соблюдать некоторые меры по уходу за ней:
Признаки заболеваний
Панцирь может рассказать о многих заболеваниях, которыми может страдать земноводное животное. По этой причине владельцы должны время от времени осматривать эту часть тела, чтобы не пропустить подозрительных признаков.
Рахит или нехватка витамина D3
Мягкий панцирь у черепахи может говорить о том, что животному не хватает кальция и витамина D3. В этом случае могут проявиться и другие неприятные симптомы:
Все эти признаки предоставляют серьезную опасность для жизни черепахи. Если во время не начать лечение, то могут возникнуть тяжелые последствия вплоть до смертельного исхода.
Так что делать, если у черепахи мягкий панцирь? Желательно дома пересмотреть рацион питания, включить в него кормовые смеси с высоким уровнем кальция, а также других витаминов. Кроме этого необходимо обратиться к ветеринарному специалисту.
Дерматит, грибок
При появлении грибкового заболевания, дерматита, на поверхности панциря появляются пятнышки белого цвета. Обычно это заболевания встречается у водных черепах, которые большую часть жизни проводят в воде. Так почему у черепахи появляется эта болезнь? Главный фактор, вызывающий этот недуг, состоит в несоблюдении условий содержания – низкая температура воды, плохое очищение воды.
Если у черепахи появились белые пятна на панцире, то это явный признак того, что у нее дерматит или грибок. Для того чтобы панцирь не шелушился и не покрывался язвами стоит обратить внимание на аквариум, хорошо его почистить, заменить воду. Если у черепахи белые пятна на панцире, которые сопровождаются отшелушиванием, то желательно обратиться к ветеринару, специалист посоветует эффективные лекарства для лечения.
К действенным препаратам можно отнести:
Важно правильно ухаживать за панцирем, следить за его состоянием. Если соблюдать правила ухода за черепахой, то можно избежать всех неприятных болезней. Главное, чтобы питомец правильно развивался и рос, а для этого нужно сбалансированное и здоровое питание с высоким содержанием витаминов Это также нужно и для укрепления структуры панциря.
Что представляет собой панцирь черепахи
Первые черепахи увидели свет аж 220 миллионов лет назад, примерно в то же время, что и первые представители другого отряда пресмыкающихся – динозавры. Но если динозавры 60-70 миллионов лет назад вымерли, то большинство черепах сохранились и прекрасно себя чувствуют и по сей день. Эти пресмыкающиеся имеют особенность, резко выделяющую их из других яйцекладущих наземных животных. Что представляет собой панцирь черепахи, каково его предназначение, устройство и как он используется в хозяйственной деятельности человека? Рассмотрим все по порядку.
Что такое панцирь
Черепаший панцирь представлен двумя частями:
И пластрон, и карапакс состоят из костяной основы, покрытой снаружи прочными роговыми пластинками, или щитками. Прочность панциря просто невероятна: он способен выдержать тяжесть, в двести раз превосходящую массу его носительницы! У большинства черепах пластрон покрывают 16 роговых щитков, а карапакс имеет 38 защитных пластин. Исключения составляют лишь кожистые черепахи, эволюция которых еще в триасовый период (то есть вскоре после появления черепах как биологического отряда) выделилась из «мейнстрима» общего развития.
Костяной каркас пластрона представляет собой видоизмененные ключицы, надгрудинник и ребра животного. У карапакса аналогичную роль выполняют выросты предкрестцовых позвонков и дорсальных отделов ребер. Роговые пластинки поверх костяной основы имеют не все представители этого отряда. Например, целое надсемейство бесщитковых черепах получило наименование из-за отсутствия данного признака.
Спасает ли панцирь черепаху?
Понятно, что высокая прочность панциря помогает черепахе защищаться с его помощью от врагов. Насколько эффективна такая защита? Технология охоты и поедания черепах отработана у сухопутных зверей и птиц очень хорошо. Летающие хищники, которые с помощью клюва и когтей не могут справиться с твердым панцирем, делают так: они поднимают черепаху в воздух и бросают с большой высоты на камни, а после того, как защитная оболочка расколется, поедают жертву. Есть свидетельства, что похожим образом действуют, например, лисы: не умея летать, они скидывают черепаху с обрыва на скальный грунт, а южноамериканский ягуар просто выковыривает длинными когтями пресмыкающееся из панциря, не разгрызая его.
Для обитателей подводного мира все еще проще: белая акула без труда раскусывает панцирь морской черепахи. А суровые нильские крокодилы, хоть и не в силах разгрызть костяные пластинки, но особо от этого не комплексуют. Они просто заглатывают черепах целиком, а дальше уж – работа пищеварительной системы.
Как человек использует черепах вообще и их панцири в частности
В хозяйственный оборот человека черепахи были включены в тот неведомый нам момент, когда наш далекий предок впервые научился разбивать черепаший панцирь. Черепах едят во всех видах: в жареном, вареном, печеном и даже сырыми! Блюда последнего типа принадлежат, понятно, азиатской кухне, потому что для европейского желудка это слишком сильный экстрим. Знаменитый немецкий зоолог Альфред Брем свидетельствует, что современные ему моряки (середина 19 века) использовали неприхотливых в транспортировке черепах некоторых видов как «живые консервы». Они складывали выловленных животных где-нибудь на палубе, прикрыв парусом, и больше о них не заботились, употребляя в пищу по мере необходимости.
Не обошли люди вниманием и черепаховый панцирь. У многих видов черепах (как, например, у лучистой и звездчатой) он имеет яркий окрас, у других – выросты в форме гребней и зубцов, что делает его ценным материалом для изготовления шкатулок, гребней, оправ для очков и тому подобных изделий. Есть исторические свидетельства, что впервые черепаховый панцирь был использован для декорирования еще в Древнем Риме эпохи диктатора Суллы. А современная мода на такие изделия зародилась в Италии в 18 веке, немного позже она была перенесена во Францию, где и сегодня существуют небольшие предприятия, специализирующиеся на мелкосерийном производстве дорогих аксессуаров из черепаховых панцирей, – например, семейная фирма Боннэ (Bonnet). В Японии испокон веков из черепахового панциря делают традиционные женские украшения для волос – кандзаси.
Интересное про черепах
Многие держат черепах дома: неприхотливость и способность долгое время обходиться без ухода делают их привлекательными для любителей живой природы. Особенно популярны они в США, где закон даже регламентирует самые незначительные мелочи, связанные с их содержанием, – например, запрещена перевозка черепах с диаметром панциря менее 10 сантиметров. А в некоторых штатах не разрешается торговля черепахами (Индиана), а то и даже содержание их в доме (Орегон). В Америке существует и такое специфическое развлечение, как черепашьи бега, привлекающие во время ярмарок на Среднем Западе тысячи зрителей. Интересно, что две среднеазиатские черепахи были первыми живыми существами, совершившими облет Луны на советском космическом аппарате «Зонд-5» и вернувшимися на Землю, – это за несколько месяцев до полета американского «Аполлона»!
Черепахи не раз становились героями мультфильмов – вспомним советский «Львенок и черепаха» или американский мультсериал про черепашек-ниндзя. В геральдике это пресмыкающееся представлено на гербах английских тропических колониальных владений (что понятно), а также испанских и германских городов (южные области Германии находятся в пределах естественного ареала обитания черепах). Ну и, наконец, вспомним, что, по представлениям древних, именно плавающая в Мировом Океане великая черепаха является тем основанием, на котором устроились три слона, держащие на своих спинах Землю.
История панциря черепахи
Общеизвестно, что современные черепахи имеют костяной панцирь — непроницаемую структуру, несущую в основном защитную функцию. Никакие другие из ныне живущих позвоночных не изменили так сильно своё тело, как черепахи. Новое исследование международной группы палеонтологов показывает, что широкие рёбра — протопанцирь ранних ископаемых черепах — был изначально адаптацией для закапывания под землю, а не для защиты.
«Почему панцирь черепахи эволюционировал — вопрос кажется «детским», довольно очевидно — он был нужен для защиты, — говорит доктор Тайлер Лайсон (Tyler Lyson) из Денверского музея природы и науки, ведущий автор публикации в журнале Current Biology. — Но так же, как перья птиц, изначально развившиеся не для полёта, на начальном этапе развития панцирь черепахи был нужен не для защиты, а скорее для рытья подземных убежищ в суровом климате Южной Африки, где жили эти ранние проточерепахи».
Начальный этап эволюции панциря давно озадачивал учёных. «Мы изучали окаменелости и наблюдали, как черепаший панцирь развивается у современных черепах, и понимали, что одним из первых серьёзных изменений, необходимых для появления панциря, было расширение рёбер», — говорит доктор Лайсон. Заметное расширение рёбер может показаться незначительным изменением, но оно оказывает серьёзное влияние на дыхание и скорость передвижения четвероногих животных. Рёбра нужны для поддержки тела во время передвижения и играют важную роль в вентиляции лёгких. Широкие рёбра увеличивают жёсткость туловища, что приводит к сокращению подвижности животного и уменьшению длины его шага.
«На ключевую роль рёбер для локомоции и дыхания мы не обращаем внимания вероятно потому, что не наблюдаем большой вариативности форм рёбер, — замечает доктор Лайсон. — Рёбра, как правило, довольно скучные кости. Рёбра китов, змей, динозавров, людей, и почти всех остальных животных выглядят одинаково. Черепахи являются единственным исключением: их рёбра сильно изменились, чтобы сформировать основу их панциря».
Большой прорыв произошёл с открытием нескольких образцов старейших (260 млн. лет), частично покрытых панцирем проточерепах Eunotosaurus africanus в бассейне Карру (Karoo Basin) в Южной Африке. Некоторые из этих образцов были обнаружены двумя соавторами исследования, доктором Роджером Смитом (Roger Smith) и Брюсом Рубиджем (Bruce Rubidge) из университета Витватерсранда в Йоханнесбурге. Но самый интересный образец был найден 8-летним мальчиком на территории семейной фермы в Западной Капской провинции Южной Африки. Этот экземпляр длиной около 15 см. представляет собой хорошо сохранившийся скелет с полным набором суставов конечностей.
Eunotosaurus africanus в естественной среде обитания 260 млн лет назад.
«Я хочу поблагодарить Кобуса Снаймана (Kobus Snyman) и пожать ему руку, потому что если бы Кобус не нашёл этот образец и не принёс в местный краеведческий музей, то исследование не было бы возможным», — сказал доктор Лайсон.
Анализ хорошо сохранившегося скелета предка черепах Eunotosaurus africanus позволяет предположить, что он был околоводным роющим животным. Широкие рёбра обеспечивали мощную основу его передних конечностей и позволяли нести значительную мышечную массу. Аналогичные приспособления встречаются и у тех современных черепах, которые могут хорошо копать.
Вероятно, что указанные изменения облегчили черепахам возвращение в водную среду и сыграли важную роль во время Великого пермского вымирания, когда ранние представители этой группы выжили и в условиях освободившихся экологических ниш дали начало множеству новых видов.
Панцирь имеет отверстия, через которые черепаха выдвигает голову, хвост и конечности. У некоторых видов подвижные части панциря могут плотно закрывать оба отверстия (или одно из них) при опасности. У коробчатых черепах передняя и задняя доли пластрона плотно притягиваются к карапаксу, надёжно защищая туловище со всех сторон. У паучьей черепахи (Pyxis arachnoides) подвижна только передняя доля пластрона. Специфическое строение имеет панцирь африканских киникс, у которых подвижна задняя доля не пластрона, а карапакса.
Форма и вид панциря связана с образом жизни черепах. У сухопутных видов панцирь чаще всего высокий, куполообразный, часто бугорчатый, у пресноводных — низкий, уплощённый и гладкий, у морских имеет обтекаемую каплевидную форму. Пластрон пресноводных и морских черепах может быть частично редуцирован или расчленён на подвижные части, чтобы увеличить свободу движения. Для компенсации редукции пластрона и уплощения карапакса на последнем могут присутствовать упрочняющие его бугристые возвышения и «рёбра жёсткости».