tg-cbmass-20121025

Annak, aki már töltött több-kevesebb időt valamely történeti múzeum falai között, annak talán fölösleges ecsetelni egy klasszikus páncélzat előnyeit és hátrányait. Előny, hogy megvéd a külvilág "kellemetlen" hatásaitól, hátránya viszont, hogy súlya és felülete függvényében, valamennyire mindenképpen korlátozza a mozgást.

Persze nekünk, embereknek, azért van/volt szükségünk efajta mesterséges külső védelemre, mert csak belső vázzal (ún. endoszkeletonnal) rendelkezünk - a csontjainkkal -, szemben például a rovarok természetes, kitin alapú külső vázával, az exoszkeletonnal. Ugyanakkor érdemes megjegyezni, hogy bár utóbbi relatíve nagy védelmet biztosít, ezt azon az áron éri el, hogy gazdájának növekedése erősen korlátolt, így ha az méretet akar váltani, kénytelen a vedlés strappás folyamatán végigszenvedni magát. 

Nem minden gerinces annyira puritán exoszkeleton ügyben mint mi, pl. számos hüllőfaj rendelkezik speciális bőrcsontosodással, de senki sem vitte ezt akkora tökélyre, mint a teknősök.

A teknősök páncélját lényegében kb. 68 dermális csont alkotja (ezekből 50 semmilyen más gerinces rendben nem lelhető fel), amelyek meglehetősen sztereotip elrendezkedést mutatnak: 59 hozza létre a páncél háti részét - ez a carapax -, 9 pedig a hasi oldalát, a plasztront.

Ennek a különleges csontos borításnak a jelenléte, illetve a fejlődése, számos jellegzetes anatómiai és fiziológiai változást is okozott. Ezek közül a leglátványosabb, hogy a teknősök lapockája, (amelyet a jobboldali ábrán egy nyílhegy mutat) a mellkason belül helyezkedik el, aminek az az oka, hogy az állatok vállöve radikálisan meg kellet változhassa a helyét, hogy a bordák betölthessék új szerepüket, a páncél merevítésében.

A bordák különleges helyzete egyébként a kulcsa a carapax kialakulásának, hiszen a fejlődés során ők indukálják a körülöttük levő dermiszben a csontosodást, és hiányukban a páncél háti része abnormális lesz.

Az egyik legérdekesebb kérdés, a teknősök fejlődése kapcsán, hogy mi "készteti" a bordákat, hogy ilyen különösen alakuljanak. Ha öszzehasonlítjuk egy csirke (Gallus gallus) és pl. egy kínai lágyhéjú teknős (Pelodiscus sinensis) embriójának fejlődését - de persze ez más teknősökre is igaz -, akkor nagyon sokáig semmi különöset nem látunk. Már részben kialakul a központi idegrendszer (bal oldalon sárgás szín jelzi) és a szomitákból is elkezdenek kialakulni az izmok (piros) és csontok (kék), amikor az első jellegzetes morfológiai változást kiszúrhatjuk.

Ez egy kis kiemelkedés lesz az embrió oldalán, az ún. "carapax redő" (carapacial ridge - CR), amely a bordanövekedés szabályozó központjaként fog funkcionálni a későbbiekben. Míg más gerinces embriókban a bordák és mellizmok szövete fokozatosan belenő a testfalba, a teknősök esetében a CR mintegy foglyul ejti a növekedő bordákat és oldalirányba eltéríti a növekedésüket. (Ha meggátoljuk a CR kialakulását, a teknős bordák hasi irányba nőnek, a plasztron csontjai közé ékelődnek be.) Így a bordák oldalirányba nőnek, és nem is a mezoderma mélyebb rétegeiben helyezkednek el, hanem annak a felszínhez közelebbi részében, a dermiszben. Ott, mint azt már fentebb említettem, a carapax dermális csontjainak kialakulását segítik elő, csontosodási gócokként működve. A csigolyák hasonló szerepet játszanak a közvetlenül felettük levő dermisz esetében.

A teknősök hasi oldalán levő plasztron bár szintén dermális csontokból alakul ki, eredete koránt sem ennyire tisztázott, s bő 150 - 200 éve élénk viták folytak kialakulásáról. Sokan analóg folyamatot képzeltek el a carapax kialakulásával, csak itt a szegycsont szerepelt volna csontosodási gócként.

Az idők folyamán aztán világos lett, hogy a plasztron esetében nincs endoszkeletális komponens (magyarán, pl. az emberi csontváz semelyik részének teknős megfelelője nem játszik szerepet a kialakulásában), de az kevésbé világos, hogy pontosan mi is indítja a csontosodást a hasi oldal dermiszében.

Egy viszonylag friss tanulmány szerint, a velőléc sejtjei lehetnek a ludasok, és ebben van is némi ráció. Mint azt egy pigmentációs poszt kapcsán említettem, a velőléc sejtjei a velőcső összezáródásakor, az összezáródás helyén alakulnak ki. Igazi biológiai svájci bicskák, hiszen a színezetet adó melanocita sejtek mellett még olyan diverz dolgokat hoznak létre, mint fogak, idegek, belső fül, pajzsmirigy. Vagy éppen a koponya egyes elemeit és a hozzájuk tapadó izmokat. Előbbiek bizonyítják, hogy ezekenek a sejteknek van csontképző képessége, tehát korántsem valószínűtlen, hogy a velőléc különleges sejtpopulációja a teknősökben egész a hasi oldalra vándorolt, majd ott kialakította a plasztron csontlemezeit.

A teknősök radikális kinézete miatt, mindig is érdekes kérdés volt, hogy miként is alakult ki ez a csoport az evolúció során. Mivel a korábban előkerült teknős fosszíliák a teknő mindkét elemével rendelkeztek, sokáig úgy gondolták, hogy a palsztron és a carapax megjelenése kb. egyszerre következett be.

Ezt a képet látszik cáfolni a múlt heti Nature cikke, amelyben egy 220 millió éves fosszíliát írnak le. A különös lény, Odontochelys semitestacea, egy olyan teknős, amelyiknek csak plasztronnal rendelkezett, és bár bordái elég szélesek voltak, a carapax még nem alakult még ki.

Persze elvileg nem lehet kizárni, hogy az Odontochelys egy specializált teknős, amely másodlagosan vesztette el a carapaxát, de a plasztron és carapax nagyon különböző fejlődési mechanizmusa miatt, ez most kevésbé tűnik valószínűnek.

Ez a ma ismert legősibb teknős "átmeneti faj", és ezt a minőségét csak erősíti az a tény is, hogy, mint arra a neve is utal, a csoport ma élő képviselőivel ellentétben, ennek az állatnak még voltak fogai. És mivel tengerben élt, az a korábbi nézet sem tűnik már valószínűnek, hogy a páncél a szárazföldön alakult ki.