Червеголовые имеют розовую или коричневую чешуйчатую кожу, черные бусинчатые глаза и иногда замаскированную улыбку. Но за этой улыбкой скрываются острые зубы, мощная челюсть и один большой средний зуб. Новые исследования раскрывают костные черепные структуры этих крошечных зверьков и то, как их череп может помочь им прокладывать ходы под землей.
Несмотря на их двусмысленное наименование и извивающуюся природу, эти ящерицы не являются червями. И "червеголовый" звучит менее сложно, чем "амфисбения" (Ам-фис-БЕЕ-ни-ун). Это формальное наименование этих обычно безногих рептилий.
Эти необычные животные, которые помещаются на ладонь человека, обитают почти во всем тропическом мире. Их ареал простирается от Средиземноморья, Ближнего Востока и Африки до Южной Америки, Карибских островов и до Флориды. Но их трудно заметить, потому что они проводят большую часть времени под землей.
Этот криптический — трудно заметный — образ жизни означает, что исследователи мало знают об этих ящерицах. Для червеголовых из рода Zygaspis, самого распространенного рода, ученые изучали только внешний вид животных. Но в двух новых работах исследователи описывают и сравнивают черепные кости червеголовых, косточка за косточкой.
Ученые в основном классифицировали червеголовых по форме головы: круглой, лопатовидной, с килями и сапожковидной. Эти формы вероятно влияют на то, как каждый тип движется под землей.
Хуан Даза, один из соавторов одной из новых работ, изучает рептилий в Университете штата Техас в Хантсвилле. Он предполагает, что ящерицы с круглыми головами медленно пробивают себе путь сквозь почву, подобно молоту. С другой стороны, вид с лопатовидными головами, возможно, использует свою голову, чтобы сгребать почву, когда прокладывает ходы. Новые исследования обращаются к черепам червеголовых за подсказками о том, как различные виды функционируют.
Начиная с Ботсваны
В 2009 году Патрик Льюис отправился в Ботсвану, внутренне расположенное государство в южной Африке. Палеонтолог, Льюис работает в Университете штата Техас в Хантсвилле. Обычно он изучает окаменелости. Но в Ботсване он был частью команды, изучавшей окружающую среду. Проект включал ловлю местных рептилий.
Один студент передал Льюису то, что казалось червем. Странно, он двигался больше похоже на змею. Сильное существо даже попыталось укусить его, вспоминает Льюис. Льюис сотрудничал с Кристофером Беллом из Университета Техаса в Остине. Он один из немногих в мире экспертов по амфисбениям.
Исследователи привезли образцы червеголовых с круглыми головами обратно в Соединенные Штаты. Все они принадлежали роду Zygaspis. Техники из Университета Техаса в Остине сделали изображения черепов животных с помощью компьютерной томографии.
Каждое сканирование выглядит как серия срезов внутренностей животных. Вместе срезы создают трехмерную модель, которую можно использовать для изучения костей или других внутренних тканей.
Студенты-колледжанты прошли через каждый срез КТ и окрасили каждую кость в разные оттенки. Это заняло годы. Льюис передал эти изображения Антонио Мезе, который был частью этой работы, пока работал в Университете штата Техас в Хантсвилле. Морфолог, он изучает структуру животных и ее взаимосвязь с их функцией. Меза изучил тысячи окрашенных изображений черепов 15 червеголовых из рода Zygaspis. Он сравнил их анатомию и нашел способы, которыми некоторые виды отличаются от других.
Один большой, средний зуб
Первое, что вы можете заметить, — это самая странная особенность черепов — большой, средний зуб. Это острый клык, который вписывается в кость, составляющую нос животного.
Меза обнаружил, что эта кость была более тонкой у одного вида, чем у других. Такая особенность, присущая только одному виду, называется апоморфией. Апоморфии помогают ученым отличать один вид животного от другого. В общей сложности Меза выявил пять таких апоморфий среди изученных им видов.
В целом, черепные кости этих животных "действительно, действительно странные", отмечает анатом Адам Хартстоун-Роуз. Он работает в Северокаролинском университете в Роли и не участвовал в новом исследовании. Помимо большого центрального клыка, КТ-сканы показали кость, которая едва видна, отмечает он. Она находится внизу черепа. Ученые не знают, зачем эта кость там, говорит Хартстоун-Роуз.
Также странным является то, как сшивки в этих черепах — естественные швы между некоторыми костями — имеют "зигзагообразные соединения", говорит Хартстоун-Роуз. Многие из них зацеплены друг за друга, как руки, пальцы которых переплетены. Швы могут быть связаны с тем, как животные двигают своими головами. Червеголовые копают по-разному, говорит он. Некоторые двигают головами вверх и вниз, а другие в стороны.
Чтобы нуждаться в таких необычных швах, эти животные "должны делать что-то мощное своим черепом", говорит Льюис. Он считает, что швы помогают сохранить черепа червеголовых от разрывов, когда они прокладывают ходы через твердую почву.