Колючие мыши производят костные пластины, называемые остеодермами, под кожей своих хвостов, которые отделяются, когда животное подвергается нападению, позволяя ему быстро убежать. Кредит: Эдвард Стэнли
В отличие от крокодилов, черепах, ящериц, динозавров и рыб, обладающих костными пластинами и чешуей, млекопитающие давно заменили панцирь своих предков изолирующим слоем волос.
Броненосцы, которые имеют защитную сочную оболочку из перекрывающихся костей, считаются единственной живой аномалией. Однако новое исследование было опубликовано в журнале iScience Неожиданно было показано, что африканские колючие мыши создают подобные структуры под кожей своего хвоста, которые до сих пор в значительной степени не обнаружены.
Открытие было сделано во время обычного компьютерного томографа музейных образцов для OpenVertebrate, инициативы по предоставлению 3D-моделей позвоночных организмов исследователям, преподавателям и художникам.
«Я сканировал образец мыши из Йельского музея Пибоди, и их хвосты выглядели аномально темными», — сказал соавтор Эдвард Стэнли, директор Лаборатории цифровых изображений в Музее естественной истории Флориды.
Предположим сначала, что обесцвечивание вызвано дефектом, возникшим при консервации образца. Но когда он проанализировал рентгеновские снимки несколько дней спустя, Стэнли заметил безошибочную особенность, с которой он был знаком.
«Вся моя кандидатская диссертация была посвящена развитию стодермы у ящериц. После того, как образцы были обработаны, хвост был явно покрыт остеодермой».
Костистые колючие крысы наблюдались по крайней мере однажды и были отмечены немецким биологом Йохеном Нитхаммером, который в статье сравнил их архитектуру со средневековой каменной кладкой. Опубликовано в 1975 г.. Нитхаммер правильно интерпретировал пластины как тип кости, но так и не развил свои первоначальные наблюдения, и группа в значительной степени игнорировалась в течение десятилетий, пока ученые не обнаружили еще одну особенность, по-видимому, не связанную с шипастыми мышами.
а Исследование 2012 г. Эта проверенная колючая крыса может полностью регенерировать поврежденную ткань без образования рубцов — способность, присущая рептилиям и рептилиям. беспозвоночные Но ранее он не был известен у млекопитающих. Их кожа также особенно хрупкая, разрывая ее с почти четвертью силы, необходимой для повреждения кожи обычной мыши. Но колючие мыши выздоравливают в два раза быстрее, чем их близкие родственники.
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 держим колонию этих редких существ для исследований», — сказал Мэдден, профессор биологии Калифорнийского университета. Университет Флориды Ведущий автор исследования.
Мэдден и его коллеги проанализировали развитие остеодермы иглистых мышей, подтвердив, что они на самом деле похожи на остеодермы броненосцев, но, скорее всего, эволюционировали независимо. Остеодермия также отличается от чешуи панголинов или перьев ежей и дикобразов, которые состоят из кератина, той же ткани, из которой состоят волосы, кожа и ногти.
Существует четыре рода колючих мышей, принадлежащих к подсемейству Deomyinae. Однако, помимо сходства в ДНК И, возможно, в форме их зубов ученые так и не смогли найти ни одной общей черты. классифицировать Именно эта группа отличает его от других грызунов.
Подозревая, что их различия могут быть только глубокими, Стэнли исследовал дополнительные музейные экземпляры всех четырех рас. У всех из них колючие хвосты мышей оказались покрыты одинаковой костной оболочкой. У ближайших родственников Deomyinae — песчанок — отсутствовали остеодермы, а это означает, что эта черта развилась только один раз, у предка более ранних дивергентных колючих мышей.
Повсеместное присутствие остеодерм в группе свидетельствует о том, что они выполняют важную защитную функцию. Но не сразу было ясно, что это за функция, учитывая еще одну любопытную характеристику колючих мышей: их хвосты нехарактерно отделяемые. Потеря хвоста настолько распространена у некоторых видов колючих крыс, что примерно половина особей данной группы не имеет его в дикой природе.
«Это была настоящая головная боль, — сказал Стэнли. Колючие крысы печально известны тем, что способны удалять свои хвосты, что означает, что внешний слой кожи отслаивается, оставляя после себя мышцы и кости. Люди часто отгрызают остаток хвоста, когда это происходит».
Несмотря на свою способность к регенерации, виляние хвостом — это трюк, который колючие крысы могут выполнить только один раз. В отличие от некоторых ящериц, у них не отрастает хвост, и не каждая часть хвоста легко отделяется.
Чтобы выяснить, почему грызуны, которые кажутся двойственными в отношении сохранения хвоста, не могут покрыть его панцирем, авторы обратились к группе гекконовых рыб с Мадагаскара. У большинства гекконов нет костной кожи, но, как следует из их названия, гекконы-рыбки покрыты тонкими перекрывающимися пластинами и, как и колючие мыши, имеют невероятно хрупкую кожу, которая отслаивается при малейшей провокации.
По словам Стэнли, остеодермы у гекконовых рыб и колючих мышей, вероятно, действовали как своего рода механизм побега.
«Если хищник кусает его за хвост, щит может предотвратить погружение зубов в ткани под ним, которые не отделяются друг от друга», — сказал он. Внешняя кожа и ее дополнение костного покрытия отодвигаются от хвоста при нападении, позволяя мыши быстро убежать.
Ссылка: «Остеостеокласты в акомисе колючих мышей и независимая эволюция кожного щитка», 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
«Писатель. Внештатный исследователь твиттера. Будущий кумир подростков. Заядлый пивной ниндзя».