Пупочный щиток от африканской колючей крысы

В отличие от крокодилов, черепах, ящериц, динозавров и рыб, у которых есть костные пластины и чешуя, млекопитающие давно заменили панцирь своих предков изолирующим слоем волос.

Броненосец с перекрывающейся защитной костяной оболочкой считается единственной сохранившейся аномалией. Однако новое исследование было опубликовано в журнале iScience Неожиданно было показано, что у африканской колючей крысы под кожей хвоста образуются подобные структуры, большинство из которых до сих пор не обнаружено.

Открытие было сделано во время обычного компьютерного сканирования музейных образцов для OpenVertebrate, инициативы по предоставлению 3D-моделей позвоночных организмов исследователям, преподавателям и художникам.

«Я сканировал образец крысы из Йельского музея Пибоди, и хвост оказался аномально темным», — сказал соавтор Эдвард Стэнли, директор Лаборатории цифровых изображений в Музее естественной истории Флориды.

Предположим, что первоначально изменение цвета было вызвано дефектом, возникшим при консервации образца. Но когда он проанализировал рентгеновские снимки несколько дней спустя, Стэнли увидел черты, с которыми он был слишком хорошо знаком.

«Вся моя докторская диссертация посвящена развитию стодермы у ящериц. После сканирования образец был обработан, хвост был явно покрыт остеодермой».

Колючие крысы наблюдались по крайней мере однажды и были отмечены немецким биологом Йохеном Нитхаммером, который в своей статье сравнил их архитектуру со средневековыми каменными постройками. Опубликовано в 1975 г.. Нитхаммер правильно интерпретировал пластины как своего рода кость, но так и не развил свои первоначальные наблюдения, и группа в значительной степени игнорировалась в течение десятилетий, пока ученые не обнаружили еще одну странность, явно не связанную с шипастыми крысами.

А Учитесь с 2012 года Было показано, что эти колючие крысы действительно способны регенерировать поврежденную ткань без образования рубцов, что характерно для рептилий и рептилий.

” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>беспозвоночные Но это было ранее неизвестно у млекопитающих. Их кожа также чрезвычайно хрупкая, разрывая ее с почти четвертью силы, необходимой для повреждения кожи обычной мыши. Но колючая крыса может выздоравливать в два раза быстрее своего близкого родственника.

Исследователи, надеясь найти модель регенерации тканей человека, решили составить карту генетических путей, которые наделяют колючих мышей их необычайными лечебными способностями. У одного из этих исследователей, Малкольма Мэддена, была лаборатория в здании напротив офиса Стэнли.

«Колючие мыши могут регенерировать кожу, мышцы, нервы, спинной мозг и, возможно, даже сердечную ткань, поэтому мы сохранили колонию этих редких существ для исследований», — сказал Мэдден, профессор биологии Калифорнийского университета.

” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Университет Флориды Ведущий автор этого исследования.

Мэдден и его коллеги проанализировали развитие остеодермы колючих мышей, подтвердив, что они на самом деле похожи на броненосцев, но, скорее всего, развивались независимо. Остеодерма также отличается от чешуи панголина или меха дикобраза и дикобраза, которые состоят из кератина, той же ткани, из которой состоят волосы, кожа и ногти.

Существует четыре рода колючих крыс, все они принадлежат к подсемейству Deomyinae. Однако, несмотря на сходство в

” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>ДНК И, возможно, по форме их зубов ученые не смогли точно определить, что у них общего.

” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>классифицировать Именно эта группа отличает его от других грызунов.

Подозревая, что их различия могут быть только глубокими, Стэнли исследовал дополнительные музейные экземпляры всех четырех пород. В целом было обнаружено, что колючие крысиные хвосты покрыты одной и той же костной оболочкой. У ближайших родственников Deomyinae — песчанок — отсутствуют остеодермы, а это означает, что эта черта развилась только один раз, у другого более раннего предка колючей мыши.

Повсеместное присутствие остеодерм в скоплении свидетельствует о том, что они выполняют важную защитную функцию. Но что это за функция, может быть не сразу ясно, учитывая еще одну странную характеристику колючей крысы: ее хвост нехарактерно отделяемый. Потеря хвоста настолько распространена у некоторых видов колючих землероек, что примерно половина особей в любой данной группе не имеет его в дикой природе.

«Это была настоящая головная боль, — сказал Стэнли. Колючие крысы печально известны тем, что у них удаляют хвосты, а это означает, что внешний слой кожи отслаивается, оставляя после себя мышцы и кости. При этом люди часто жуют остаток своего хвоста.

Несмотря на свою способность к регенерации, виляние хвостом — это трюк, который колючие крысы могут сделать только один раз. В отличие от некоторых ящериц, у них не отрастает хвост, и не все части хвоста легко отпадают.

Чтобы выяснить, почему, казалось бы, амбивалентный грызун, охраняющий свой хвост, не может прикрыть его панцирем, авторы обратились к группе рыб-гекконов с Мадагаскара. У большинства гекконов нет костной кожи, но, как следует из названия, геккон-рыбий хвост покрыт тонкими перекрывающимися пластинами и, как и колючая мышь, имеет очень хрупкую кожу, которая отслаивается при малейшей провокации.

По словам Стэнли, остеодермы у гекконовых рыб и иглых мышей, вероятно, действуют как своего рода механизм побега.

«Если хищник кусает себя за хвост, щит может предотвратить погружение зубов в подлежащую ткань, которая не отделяется», — сказал он. Внешняя кожа и костные придатки отрываются от хвоста при нападении, позволяя крысе быстро убежать.

Ссылка: «Остеостеокласты в акомисе колючих мышей и независимой эволюции кожного щитка», авторы Малкольм Мэдден, Трей Полвадор, Аруд Поланко, В. Брэд Барбазок и Эдвард Стэнли, 24 мая 2023 г., доступно здесь. iScience.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779