Țestoasele se folosesc de puterea musculaturii pentru a putea respira din cauza carapacei rigide
(26.08.2015) Carapacele țestoaselor sunt unice în regnul animal. Pentru a putea respira în această carcasă inflexibilă, țestoasele au o fascie musculară care este atașată la carapace pentru a ventila plămânii.
O echipă de cercetători din care face parte și paleontologul Torsten Scheyer de la Universitatea din Zurich poate acum să dezvăluie faptul că strămoșul acestora, Eunotosaurusafricanus, respira cu ajutorul unei fascii – chiar dacă încă nu are o carcasă solidă. Fascia musculară era așadar o necesitate anatomică pentru dezvoltarea carcasei rigide a țestoaselor.
Strămoșii dispăruți ai țestoaselor aveau o cutie toracică și respirau, la fel ca noi, prin expansiunea și contractarea alternativă a plămânilor și a toracelui. Dezvoltarea unei carcase solide pe partea dorsală și pe burtă, totuși, a făcut ca acest proces respirator să fie imposibil. Astăzi, țestoasele respiră cu ajutorul unei fascii musculare atașate carcasei, care se contractă și se relaxează pentru a aerisi plămânii.
Emma R. Schachner. Tomografie computerizată a Țestoasei Chelydra serpentina: partea albă arată scheletul, plămânii sunt evidențiați cu albastru, mușchii cu roșu care asigură ventilația.
O echipă internațională de cercetători de la institutele și muzeele nord-americane, africane și europene au descoperit acum originea acestei fascii musculare: în cazul Eunotosaurusafricanus, o reptilă fosilă localizată în Africa de Sud în timpul perioadei Permiana a Erei Paleozoice cu aproximativ 260 de milioane de ani în urmă, după cum dezvăluie studiul publicat în Nature Communications.
În loc de o platoșă rigidă și carcasă precum a țestoaselor moderne, Eunotosaurus aveau coastele doar parțial suprapuse și destul de late, în formă de“ T”. “Totuși, acestea deja au creat o restricție masivă în ceea ce privește libertatea de mișcare a cavității toracice”, explică Torsten Scheyer de la Institutul Paleontologic și Muzeul Universității din Zurich care a fost implicat în studiu.
Judecând după structura osoasă internă și externă a coastelor, Eunotosaurus în mod clar a avut mușchi dorsali slăbiți, dar avea deja o fascie muscular care facilita respirația. “Fosila micii reptile oferă explicații în ceea ce privește adaptarea vitală la aparatul respirator și cum ar putea acesta să aibă loc în evoluția țestoaselor”, spune paleontologul UZH.
Bucla musculară permite dezvoltarea carapacei
“Eunotosaurus constituie o legătură morfologică între planul corpului al reptilelor primare și cel al reptilelor existente astăzi cu o amprentă corporală modificată intens, ”explică Scheyer.
Oamenii de știință au studiat cavitatea toracica osoasă și coastele carapacelor țestoaselor și coastele diverselor fosile și grupuri de vertebre animale, inclusiv mamifere, crocodili și chiar dinozauri.
Șeful studiului, Tyler Lyson de la the Insituția Smithsonian din Washington D.C. și Muzeul Științei și al naturii din Denver, Colorado, adaugă faptul că ”Bazându-ne pe ceea ce știm astăzi, carcasele solide nu au apărut la fosilele țestoaselor până acum 50 de milioane de ani după Eunotosaurus.”
Studiul arată că o creștere a rigidității peretelui corporal a declanșat o separare a funcțiilor cavității costale și a mușchilor abdominali. O creștere în volum și rigiditate a corpului a cauzat o implicare scăzută a coastelor în procesul respirator în timp ce mușchii continuau să preia tot mai mult din rolul procesului de respirație. “Coastele au devenit așadar libere și mai târziu s-au integrat complet în carapacea țestoasei” afirmă Scheyer.
Publicație
Lyson, T. R., E. R. Schachner, J. Botha-Brink, T. M. Scheyer, M. Lambertz, G. S. Bever, B. Rubidge, și K. de Queiroz. Origin of the unique ventilatory apparatus of turtles. Nature Communications. Noiembrie 7, 2014. 5:5211. doi: 10.1038/ncomms6211
