Костенурки (Testudines) — еволюция, анатомия и застрашеност
Костенурки (Testudines): еволюция, уникална анатомия на черупката и текуща застрашеност. Научете древната история, биологията и как да защитим тези уязвими видове.
Костенурките са от разред влечуги Testudines. Те имат специална костна или хрущялна черупка, развита от ребрата, която служи като щит.
Разредът Testudines включва както живи, така и изчезнали видове. Най-ранните вкаменени костенурки датират отпреди около 220 милиона години. Така че костенурките са една от най-старите оцелели групи влечуги и по-древна група от гущерите, змиите и крокодилите.
Костенурките са много успешни и са разпространени почти в целия свят. Но от многото видове, които живеят днес, някои са силно застрашени.
Еволюция
Първите известни костенурки се появяват през късния Триас (преди ~220 млн. години). Фосилни находки като Odontochelys и Proganochelys показват преходни форми с частично или вече добре развита черупка. Произходът на костенурките дълго е бил предмет на дебати — морфологичните данни ги свързват с базални диапсидни влечуги, а молекулярните анализи често ги поставят близко до архозоите (групата, включваща крокодили и птици). Въпреки различните хипотези, ясно е, че черупката е уникална адаптация, която е основен фактор за еволюционния успех на групата.
Анатомия и биология
Черупка: черупката на костенурките е двуслойна: горната част се нарича карапакс (carapace), а долната — пластрон (plastron). Вътрешно тя е изградена от разширени и сраснали кости (включително ребра и гръбначни израстъци), а отвън често е покрита с рогови плочи (скути). При някои видове скутите могат да бъдат намаляващи или да липсват, а при хрущялни черупки (например при някои морски костенурки) структурата е по-мека.
Череп и шия: костенурките имат твърд череп без подвижни кости в горната челюст; вместо зъби те имат рогови ръбове (клюн). В зависимост от начина на прибиране на главата има две основни групи: Cryptodira (прибиране на шията нагоре и назад) и Pleurodira (прибиране на шията странично).
Дишане и циркулация: защото ребрата са сраснали с черупката и не могат да се разширяват, костенурките използват специални мускули, диафрагмалоподобни движения и в някои случаи помощта на гълтачната кухина за да вдишват и издишват. Някои видове (напр. някои сладководни костенурки) могат да извършват частично газообмен през лигавицата на клоаката или чрез кожни структури.
Разпространение и местообитания
Костенурките обитават разнообразни местообитания: морски брегови води и открит океан, реки и езера, блата, пустинни райони и гори. Морските костенурки мигрират на големи разстояния между хранителните си места и плажовете за гнездене. Наземните и сладководните видове са по-локални, но много от тях също мигрират сезонно.
Размножаване и жизнен цикъл
Костенурките са яйцекладущи (овипарни). Женските изкопават гнезда на сушата и снасят яйцата в един или няколко пакета (кладки). Размерът на кладката и броят яйца варират значително между видовете. При много видове определянето на пола на ембрионите се влияе от температурата на гнездото (температурно зависимо определяне на пола): по-високи или по-ниски температури предразполагат към превес на единия пол.
Много костенурки имат дълъг живот и бавен темп на размножаване — узряват сексуално след няколко до десетки години, което прави популациите им уязвими към бързи промени в средата.
Хранене и екологична роля
Костенурките показват богато разнообразие в храненето: от тревопасни (напр. възрастни зелени морски костенурки), през всеядни до чисто хищни форми (някои сладководни и морски видове). Ледеърбек (leatherback) се храни предимно с медузи. Костенурките изпълняват важни екологични функции — разпространение на семена, поддържане на сеа-грас лехени чрез пасене, контрол върху популациите на определени безгръбначни и пренасяне на хранителни вещества между морето и сушата благодарение на гнезденето.
Заплахи и опазване
Основни заплахи за костенурките включват:
- Унищожаване и деградация на местообитанията (урбанизация, крайбрежно развитие, замърсяване).
- Риболовен прилов (bycatch) и улавяне за месо, яйца или търговия.
- Замърсяване с пластмаси и химикали — морските костенурки често поглъщат пластмасови торбички, обърквайки ги с медузи.
- Климатични промени — вдигане на морското ниво, ерозия на плажовете и промени в температурите, влияещи на съотношението между половете в гнездата.
- Болести (напр. фибропапиломатоза при някои морски костенурки) и инвазивни видове, които унищожават яйца и малки.
За опазването на костенурките се прилагат множество мерки: защита на гнездови плажове, регулиране и ограничения на риболовните практики, използване на устройства за намаляване на прилова, рехабилитация на ранени екземпляри, образователни кампании и международни споразумения (напр. търговски забрани и защита по CITES). Местни програми за поставяне на надзор на гнездата и изкуствено инкубиране също помагат за увеличаване на излюпените малки.
Интересни факти
- Костенурките са сред най-дълго живеещите сухоземни животни — някои гигантски сухоземни видове надхвърлят 100 години.
- Черупката не е просто "дом" за костенурката — тя е част от скелета и не може да бъде "свалена".
- Някои костенурки имат удивителни навигационни способности и използват земното магнитно поле, звезди и миризми за ориентация при дълги миграции.
Костенурките са уникални и важни за екосистемите; тяхното опазване изисква както местни, така и глобални усилия, комбинирайки наука, управление и ангажираност на общностите.
Костенурка, костенурка или сухоземна костенурка
Въпреки че думата "костенурка" е широко използвана за описание на всички представители на разред Testudines, често срещано е някои представители да се наричат и костенурки, костенурки или морски костенурки. Начинът, по който се използват тези имена, ако изобщо се използват, зависи от вида на английския език.
- Британският английски език описва тези влечуги като костенурки, ако живеят в морето; сухоземни костенурки, ако живеят в сладка или солена вода; или костенурки, ако живеят на сушата.
- В американския английски език думата "костенурка" се използва като общ термин за всички видове. "Костенурка" се използва за повечето видове, живеещи на сушата, а океанските видове обикновено се наричат морски костенурки. Названието "костенурка" обикновено е запазено само за соленоводната диамантена костенурка, Malaclemys terrapin.
- В австралийския английски език се използва терминът turtle (костенурка) както за морските, така и за сладководните видове, а терминът tortoise (костенурка) - за сухоземните видове.
За да се избегне объркване, думата "хелониан" е популярна сред някои, които работят с тези животни, като събирателно наименование. За съжаление, Chelonia е и името на определен род костенурки, така че това противоречи на употребата ѝ за целия разред Testudines.
Екология и начин на живот
Въпреки че много костенурки прекарват по-голямата част от живота си под вода, всички костенурки и шипобедрени костенурки дишат въздух и трябва да излизат на повърхността на редовни интервали от време, за да напълнят дробовете си. Някои от тях прекарват целия си живот на сушата.
Проучва се водното дишане при австралийските сладководни костенурки. Някои видове имат големи клоакални кухини, които са облицовани с много пръстовидни издатини. Тези изпъкналости, наречени папили, имат богато кръвоснабдяване и увеличават площта на повърхността. С помощта на тези папили костенурките могат да поемат разтворен кислород от водата по същия начин, по който рибите използват хриле за дишане.
Подобно на другите влечуги, костенурките снасят яйца, които са леко меки и кожести. Яйцата на най-едрите видове са сферични, а на останалите са продълговати. Морските костенурки снасят яйцата си на сухи, пясъчни плажове. Костенурките могат да достигнат размножителна възраст за много години, а в много случаи се размножават на всеки няколко години, а не ежегодно.
При някои видове се наблюдава температурно зависимо определяне на пола. Температурата определя дали яйцеклетката ще се превърне в мъжки или женски индивид: по-високата температура води до появата на женски индивиди, а по-ниската - на мъжки. Голям брой яйца се слагат в дупки, изкопани в кал или пясък. След това те се покриват и се оставят да се инкубират сами. Когато костенурките се излюпят, те излизат на повърхността и се насочват към водата. Нито една костенурка майка не се грижи за малките си.
Дълъг живот
Изследователите наскоро откриха, че органите на костенурките не се разрушават постепенно и не стават по-малко ефективни с течение на времето, за разлика от повечето други животни. Установено е, че черният дроб, белите дробове и бъбреците на столетна костенурка са почти идентични с тези на младия ѝ събрат. Това вдъхнови изследователите на генетиката да започнат да проучват генома на костенурката за гени на дълголетието.
Възпроизвеждане на медии Плуване на морски костенурки
Анатомия
Сгъване на врата
Костенурките се разделят на две групи според това как са намерили решение на проблема с прибирането на шията в черупката. Костенурките от вида Cryptodira (скрита шия) могат да придърпват шията си, като същевременно я свиват под гръбначния стълб. Pleurodira (странична шия), които сега се срещат само в сладководна среда в южното полукълбо, свиват шията си настрани. Така че важното приспособление за изтегляне на главата е еволюирало два пъти от костенурките-предци, които не са имали тази способност.
Хранене
Костенурките имат твърд клюн. Костенурките използват челюстите си, за да режат и дъвчат храната. Вместо зъби горната и долната челюст на костенурката са покрити с рогови хребети. Хищните костенурки обикновено имат остри като нож хребети, с които разрязват плячката си. Билкоядните костенурки имат назъбени хребети, които им помагат да прерязват твърди растения. Костенурките използват езиците си, за да поглъщат храна, но за разлика от повечето влечуги не могат да изплезват езиците си, за да хващат храна.
Shell
Горната част на черупката на костенурката се нарича карапакс. Долната черупка, която покрива корема, се нарича пластрон. Карапаксът и пластронът са съединени от двете страни на костенурката с костни структури, наречени мостове.
Вътрешният слой на черупката на костенурката се състои от около 60 кости. Той включва части от гръбначния стълб и ребрата, което означава, че костенурката не може да изпълзи от черупката си. При повечето костенурки външният слой на черупката е покрит с рогови люспи, наречени scutes, които са част от външната кожа, или епидермиса. Скулите са изградени от влакнест протеин, наречен кератин, който съставлява и люспите на други влечуги. Тези люспи застъпват шевовете между костите на черупката и придават здравина на черупката. Някои костенурки нямат рогови люспи. Например кожестата морска костенурка и костенурките с меки черупки имат черупки, покрити с кожеста кожа.
Най-голям брой живеещи
Най-голямото хелонианско животно е морската костенурка - голямата кожеста костенурка, която достига дължина на черупката 200 см и тегло над 900 кг. Сладководните костенурки обикновено са по-малки, но при най-големия вид, азиатската шипобедрена костенурка Pelochelys cantorii, са докладвани няколко индивида с дължина на корубата до 200 cm или 80 инча (Das, 1991). Това е по-малко дори от по-известната алигаторска костенурка, най-голямото хелонианско животно в Северна Америка, което достига дължина на черупката до 80 cm и тегло около 60 kg.
Най-дългата фосилна костенурка, Архелон, е била повече от два пъти по-дълга от кожестата - до 4,5 метра.
Еволюция
Първите вкаменени протокостенурки са от горния триас на мезозойската ера, преди около 220 милиона години. Тяхната черупка се е развила от костни продължения на гръбначните им кости и широки ребра, които са се разширявали и сраснали, за да образуват цялостна черупка. Тя е осигурявала защита на всеки етап от еволюцията си, дори когато костният компонент на черупката не е бил завършен. Това се е оказало дълготрайна адаптация и групата като цяло е преживяла много промени в моретата и няколко изчезвания.
В югозападната част на Китай са открити фосили на сладководната костенурка Odontochelys semitestacea или "костенурка с половин черупка и зъби" от късния триас. Odontochelys има пълен костен пластрон и непълен карапакс, подобно на ранен етап от ембрионалното развитие на костенурката. Към горна юра костенурките са се разпространили широко и тяхната фосилна история става по-лесна за разчитане.
Точното им родословие е загадка. Ранните амниоти не са имали отвори в черепа зад очите. Отворите са се появили в черепите на сауропсидите и синапсидите. Те олекотяват черепа, осигуряват точки за закрепване на мускулите и място за мускулни издутини. Но костенурките нямат такива отвори в черепа. Те са наречени "анапсиди", което означава "без отвори".
В крайна сметка е изказано предположението, че костенурките са еволюирали от зауропсидите, които са имали черепни отвори, но костенурките са ги изгубили като част от еволюцията си към тежка защитна броня. Всички молекулярни изследвания категорично потвърждават причисляването на костенурките към диапсидите; някои от тях ги причисляват към архозаврите или към сестринската група на съществуващите архозаври.
Най-ранните известни костенурки с пълна черупка са къснотриаските Odontochelys, Chinlechelys и Proganochelys. Първият род е бил воден, но вторият вероятно е бил сухоземен. Те вече са имали много усъвършенствани черти на костенурките и по този начин вероятно са имали много милиони години предшестваща еволюция на костенурките и видове в предците си. Наистина им е липсвала способността да придърпват главата си в черупката (а са имали дълъг врат) и (Odontochelys) са имали дълга, шиповидна опашка, завършваща с тояга - форма на тялото, подобна на тази на анкилозаврите, резултат от конвергентна еволюция.
Костенурките се разделят на два подвида - Cryptodira и Pleurodira. Cryptodira е по-голямата от двете групи и включва всички морски костенурки, сухоземните костенурки и много от сладководните костенурки. Pleurodira понякога са известни като костенурки със странична шия, което е препратка към начина, по който прибират главите си в черупките. Тази по-малка група се състои предимно от сладководни костенурки.
"Chelonia" (Testudines) от Kunstformen der Natur на Ernst Haeckel, 1904 г.
Вкаменелост на Proganochelys quenstedti, една от най-старите истински костенурки, известни в момента. За разлика от съвременните Testudines, Proganochelys не е можел да скрие главата си под черупката.
Свързани страници
- Морска костенурка
- Свинска костенурка
- Archelon
обискирам