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:

• видоизмененными, не сросшимися ребрами;
• крепкими когтями;
• развитыми передними конечностями.

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:

• хребтовый или средний ряд;
• боковой, расположенный по сторонам от хребта;
• краевые пластины.

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.