Плотные позвонки придают силу непоколебимому позвоночнику маленького млекопитающего.
На первый взгляд, строптивые герои, кажется, не соответствуют своему имени. Но эти пушистые, похожие на крота животные - это Кларки Кенты из мира, с суперспособностями, спрятанными под их скромными экстерьерами. Их позвоночники не похожи ни на что другое в животном мире: позвонки сцепляются, делая позвоночник чрезвычайно сильным и жестким при сжатии.
Трехмерный анализ структуры кости показывает, что позвонки исключительно плотные, с аккуратно укрепляющими стойками, которые также придают прочность. Эта структура может дать представление о том, как эти уникальные основы могут принести пользу животным в природе, сообщают исследователи в Слушаниях Королевского общества.
Два вида землеройки-героя (Scutisorex) можно найти в пальмовых лесах Демократической Республики Конго. Их сила поразила американских и европейских исследователей в 1910-х годах, когда местные жители Мангбету в Конго, как сообщается, продемонстрировали, что взрослый человек может наступить на животное - без причинения какого-либо вреда.
«Эта история может быть или не быть апокрифической, - говорит Стефани Смит, функциональный морфолог позвоночных в Полевом музее естественной истории в Чикаго. Эта конкретная демонстрация «безусловно, не была воспроизведена».
Костяк землеройки плоский сверху и снизу, с широкими боковыми фланцами с множеством выступов в виде пальцев. Чтобы проверить его силу, Смит и его коллега по музею Кеннет Ангельчик использовали трехмерную рентгеновскую технику для сканирования внутренней структуры позвонков по 20 скелетным музейным образцам. Скелеты были как от землеройки-героя, так и от землекопа Голиафа (Crocidura goliath), который по размерам похож на землеройку-героя, но с более стандартной основой. Исследователи надеялись, что изучение плотности и ориентации отверстий и распорок в губчатом внутреннем пространстве костей выявит величину и направление сил, которые животные могли испытывать в течение своей жизни.
По сравнению с землеройками-голиафами, у землеройных героев было больше и шире позвонки. Внутренне, у позвоночных героев также было много укрепляющих стержнеобразных структур, которые делали губчатую кость очень плотной. По словам команды, эти стойки в основном были ориентированы в направлении от головы к хвосту, в то время как стойки землеройных голиафов были менее выровнены с любым заданным направлением.
Смит уподобляет позвоночнику героя строптивую линию линейки банок содовой, расположенных вплотную, с боковыми выступами, переплетенными как зубы двух расчесок. Мышцы могут сжать позвоночник и зафиксировать сегменты на месте.
«Это делает единицу больше похожей на один кусок кости, чем на обычные позвонки, которые больше похожи на сгибающиеся части», - говорит Смит. Эти детали предполагают, что землеройки-герои выносят силы, которые сильнее и, возможно, более часты, чем те, которые испытывали землекопы Голиаф.
Неясно, как мог эволюционировать этот измененный позвоночник, отчасти потому, что животных трудно найти и изучить в дикой природе. Их шипы также настолько уникальны, что нет сравнения среди других животных. Смит полагает, что сильные позвоночники могут помочь строптивым героям втиснуться в пространство между мертвыми листьями, прикрепленными к основанию стоячих стволов ладоней в поисках насекомых или личинок, хотя она указывает, что такого поведения никогда не наблюдалось.
«Давно подозревали, что землеройки-герои делают что-то, что заставляет их спину испытывать большие сжимающие силы», - говорит Катрина Джонс, биолог-эволюционист из Гарвардского университета. «Это [исследование] является важным шагом в понимании этой адаптации, учитывая, что наблюдение за их поведением в условиях дикой природы оказалось таким сложным».
Смит хочет найти сходство между позвоночником землеройки-героя и позвоночником более требовательных видов, а также ксенартраном, суперзаказом животных, который включает броненосцев и ленивцев. У некоторых ксенартранов есть позвонки, которые сцепляются, хотя и по другому механизму, а не в той степени, которая наблюдается у строптивых героев. Возможно, что аналогичное давление могло быть связано с эволюцией взаимосвязанных шипов как у ксенартранов, так и у героев.
«Хребты - это важная часть движения животных, но мы удивительно мало о них знаем», - говорит Джонс. «Герой-землеройка - отличный пример того, насколько разнообразными и специализированными могут быть позвоночники, но она также показывает, как много нам еще предстоит узнать об экологии живых животных».
