Плотные позвонки добавляют силу непоколебимому позвоночнику маленького млекопитающего.
Землеройка-герой, найденная в Демократической Республике Конго, крошечная, но могучая благодаря своей уникальной прочности позвоночника.
На первый взгляд кажется, что землеройки-герои не оправдывают своего имени. Но это пушистые, похожие на кротов животные, под скромными экстерьерами которых спрятаны суперспособности. Их позвоночники как ничто другое в животном царстве: позвонки сцепляются, делая позвоночник чрезвычайно прочным и жестким при сжатии.
Теперь трехмерный анализ структуры костей показывает, что позвонки исключительно плотные, с аккуратно укрепляющими прутьями, которые тоже придают прочность. Эта структура может дать представление о том, как эти уникальные позвонки могут принести пользу животным в природе.
В пальмовых лесах Демократической Республики Конго можно встретить два вида землероек. Их сила поразила американских и европейских исследователей в 1910-х годах, когда местные жители Мангбету в Конго, по сообщениям, продемонстрировали, что взрослый мужчина может наступить на животное, не причинив при этом никакого вреда.
Позвоночник землеройки имеет переплетающиеся позвонки.
Позвоночник землеройки плоский сверху и снизу, с широкими боковыми фланцами с большим количеством выступов, похожих на пальцы. Для исследования его прочности Смит и его коллега по музею Кеннет Анжельчик использовали трехмерную рентгеновскую технику для сканирования внутренней структуры позвонков из 20 музейных образцов скелета. Скелеты были как от землеройки-героя, так и от землеройки-голиафы (Crocidura goliath), которая похожа по размерам на землеройку-героя, но имеет более стандартный позвоночник. Исследователи надеялись, что изучение плотности и ориентации отверстий и прутьев в губчатой внутренней части костей выявит величину и направление сил, которые животные могли испытывать в течение своей жизни.
По сравнению с голиафами, у землеройки-героев было больше и шире позвонков. Внутри позвонков у землеройки-героев также было много армирующих стержнеобразных конструкций, которые делали губчатую кость очень плотной. Эти прутья были в основном ориентированы в направлении от головы к хвосту, в то время как прутья голиафа были менее выровнены в том или ином направлении, сообщает команда.
Смит сравнивает позвоночник землеройки-героя с линией банки с содовой, расположенной от конца до конца, с переплетением боковых проекций, похожих на зубы двух гребешков. Мышцы могут сжимать позвоночник и фиксировать сегменты на месте.
Это делает блок больше похожим на один блок кости, чем на обычные позвонки, которые больше похожи на изогнутые блоки. Эти детали говорят о том, что землеройки-герои выдерживают силы, которые сильнее и, возможно, чаще, чем землеройки-голиафы.
Неясно, как мог развиться этот измененный позвоночник, отчасти потому, что животных трудно найти и изучать в дикой природе. Их позвоночники также настолько уникальны, что нет никаких сравнений между другими животными. Сильные позвоночники могут помочь землеройкам-героям вклиниться в пространство между мертвыми листьями, прикрепленными к основанию стоячих пальмовых стволов в поисках насекомых или личинок, полагает Смит, хотя она указывает, что такого поведения никогда не наблюдалось.
Поперечное сечение шестого поясничного позвонка землеройки, взятое перпендикулярно позвоночнику, показывает многочисленные проекции позвонков с левой и с правой стороны, которые при сжатии могут переплетаться с проекциями соседних позвонков. Это превращает позвоночник в жесткую, жесткую единицу, а не в набор изогнутых сегментов.
Долгое время подозревали, что землеройки делали что-то, что подвергало их спины большим сжимающим силам. Это исследование является важным шагом в понимании этой адаптации, учитывая, что наблюдение за их поведением в дикой природе оказалось таким сложным.
Исследователи хотят найти сходство между хребтом землеройки-героя и более землеройными видами, а также ксенартранами, животных, включающий в себя броненосцев и ленивцев. Некоторые ксенартраны имеют позвонки, которые соединяются, хотя и с помощью другого механизма и не в той степени, в которой это видно у землеройки-героев. Возможно, что за эволюцией взаимосвязанных позвоночников как у ксенартранов, так и у землеройки могли стоять сходные давления.
Позвоночники - это важная часть того, как животные двигаются, но мы удивительно мало знаем о них. Землеройка-герой - прекрасный пример того, насколько разнообразными и специализированными могут быть позвоночники, но она также иллюстрирует, как много нам еще предстоит узнать об экологии живых животных.