Kuusikymmentäviisi vuotta sitten, kylmän sodan kärjessä, Yhdysvaltojen hallitus julkaisi lyhyen animaation elokuvasta siitä, mitä amerikkalaisten pitäisi tehdä ydinaseiden sattuessa. Elokuva oli päähenkilönsä ehkä tunnetuin esimerkki eläimestä, jolla on taipumus “ankka ja peite”: varovainen, suojakilpikonna.
Asiaan liittyvä sisältö
- Miksi kilpikonna kasvatti kuoren - se on enemmän kuin turvallista
- Tämä muinainen olento osoittaa, kuinka kilpikonna sai kuorensa
- Miksi Leatherback-kilpikonnalla on kattoikkuna päässä
Se ei välttämättä ole kirahven hoikka lehtien poimija tai pöllön joustava pääkehruu, mutta kilpikonnan sisäänvedettävä kaula ei ole mikään ihminen. Kun vaara iskee, kilpikonnat käyttävät joustavia kaulaaan vetäytyäkseen päästään turvallisesti suojamaisten kuoriensa sisään. Evoluutio-tutkijat ovat jo pitkään oletaneet, että kilpikonnat kehittivät tämän tempun suojana petoeläimiltä, mutta uusien tutkimusten mukaan sen alkuperäinen tarkoitus ei todennäköisesti ollut puolustus, vaan ruoka.
Platychelys oberndorferi oli kilpikonnalaji, joka asui Keski-Euroopassa noin 150 miljoonaa vuotta sitten, vain muutama miljoona vuotta kilpikonnien kehittymisen jälkeen. Sen pituus oli noin 1 - 2 jalkaa ja se teki todennäköisesti kotisi lämpimän juura-maan kosteikkoihin ja järviin. Jurassican museon paleontologi Jérémy Anquetin, eilen tieteellisessä lehdessä julkaistun tutkimuksen pääkirjailija, väittää, että samankaltaisuudet suurimpaan osaan moderneja kilpikonnia päättyvätkin tähän.
"Tämä juuralainen kilpikonna on todella outo kun katsot sitä", Anquetin sanoo viitaten kuoreen, joka koostuu terävistä nuppeista ja leveästä kallo, jonka silmät ovat lähellä nenää. P. oberndorferin fossiilit ovat harvinaisia; Anquetin kertoo, että hän ja hänen tiiminsä tulivat tutkimuksessa käytetyn fossiilin päälle sattumalta, kun vuoden 1862 näyte palautettiin museoon Baseliin, Sveitsi, New Yorkista.
Hyvinvoitteellisesti tämä fossiili tapahtui siten, että kilpikonnan selkärangan herkät luut säilyivät, mikä antoi joukkueelle mahdollisuuden verrata luujärjestelmäänsä nykypäivän kilpikonniin.
Nykyaikaiset kilpikonnat jaetaan kahteen laajaan ryhmään sen mukaan, kuinka ne vetoavat kaulaansa: pleurodiiret, jotka kääntävät kaulaansa vetääkseen päänsä kuoreensa sivuttain, ja kryptodiorit, jotka vetävät päänsä suoraan takaisin kuoreensa. Pleurodireet näyttävät kehittyneen yli 200 miljoonaa vuotta sitten, salaustuotteiden haarautuessa noin 165 miljoonaa vuotta sitten.
Kallon muodon ja nikamien lukumäärän perusteella P. oberndorferi on jo pitkään luokiteltu pleurodireksi. Mutta kun Anquetin ja hänen yhteistyökumppaninsa mallinivat sukupuuttoon kuolleen kilpikonnan nikamat ja löysivät jotain hämmentävää. "Ne oli muotoiltu niin kuin niiden pitäisi olla eri ryhmässä kilpikonnia", Anquetin sanoo viitaten kryptodire-tyyppisiin nikamiin. "Emme odottaneet löytävänsä mitään sellaista."
P. oberndorferin nikamat oli muotoiltu siten, että kilpikonnat pystyivät vetämään päänsä osittain suoraan takaisin kuoreensa - ei sivuun, kuten pleurodireaatit. Osittainen osa on avain, Anquetin sanoo. Pään osittainen sisäänvetäminen ei tarjoa suojaavia etuja, koska saalistaja voi helposti päästä ja hyökätä kilpikonnan kiertyneeseen, haavoittuvaiseen päähän. Joten ajatuksella, että tällainen pään vetäminen olisi voinut kehittyä puolustukseen, ei ollut järkeä.
"[Tämän] piti kehittyä syystä", Anquetin sanoo. "Aloin etsiä syytä."
Rekonstruktio siitä, kuinka Platychelys oberndorferi näytti elämästä. (Patrick Röschli / tieteelliset raportit) Vihje tuli kahdesta nykyajan P. oberndorferin doppelganger-muodosta - Uuden-Seelannin mata matta- kilpikonnat ja Pohjois-Amerikan takertuvat kilpikonnat, joissa molemmissa on myös P. oberndorferista löydetyt piikkikuoret. Nämä kilpikonnat kehittyivät toisistaan riippumattomasti maailman vastakkaisilla puolilla. Ja silti molemmat käyttävät kaulan vetäytymiskykyään paitsi suojeluun myös metsästykseen. Ne edustavat esimerkkiä lähentyvästä evoluutiosta - kahdesta toisiinsa liittymättömästä lajista, joilla on sama käyttäytyminen tai fyysinen ominaisuus.
Kilpikonnat voivat olla stereotyyppisiä kuin hitaita, kasvinsyöjiä olentoja, mutta nämä kaksi lajia aloittavat kaulansa väkivaltaisesti eteenpäin saaliin hyökkäyksiksi. (Samoin krappautuva kilpikonna tuntuu pahasti eteenpäin kaappaamaan pieniä kaloja voimakkaiden leukojensa painalluksella). Saadakseen vauhtia ja yllättää uhrejaan, kaksi lajia laukaisevat sisään vedetyt päänsä kuorensa sisällä.
Anquetin epäilee, että P. oberndorferi on tapaus tämän kyvyn varhaisesta kehityksestä. Koska osittainen sisäänvetäminen ei auttaisi tätä kilpikonnia suojelemaan itseään, on paljon järkevämpää, että se kehitti ominaisuuden muiden metsästykseen. Pystymällä vetämään kaulaansa osittain sisään kuin P. oberndorferi, he antaisivat heille iskun saaliin enemmän voimaa.
Tällä olisi järkeä niskan vetäytymisen kehityksessä myös muissa nykyaikaisissa kryptodireissa, Anquetin lisää.
Evoluutio pyrkii usein valitsemaan ominaisuuksia, jotka kehittyivät yhteen tarkoitukseen dramaattisesti erilaiselle, prosessissa, jota kutsutaan eksapointiin. Esimerkiksi Denverin luonnon- ja tiedemuseon selkärankaisten paleontologian kuraattori Tyler Lyson sanoo, että lintujen höyheniä käytettiin alun perin ruumiinlämpötilan säätelemiseen, mutta myöhemmin niillä oli kriittinen rooli lentämisessä.
Samoin kilpikonnan kaulan vetämisen lisäetu puolustukseen kehittyi sitten todennäköisesti tästä osittaisesta kohdasta, Anquetin sanoo. Koska kilpikonnalla on mahdollisuus vetäytyä kaulaan täydellisesti fysikaalisten fyysisten muutosten vuoksi, tämän kyvyn kehitysprosessi kesti todennäköisesti erittäin kauan. "He eivät voi ilmestyä yhdessä yössä", hän sanoo.
Brad Shaffer, evoluutiobiologi Los Angelesin Kalifornian yliopistosta, uskoo, että Anquetin ja hänen yhteistyökumppaninsa "työntävät kirjekuoria" hiukan luottaen hypoteesiinsa. Erityisesti Shaffer sanoo olevansa epävarma ekstrapoloinnin määrästä osittaisesta fossiilista, jota tarvitaan tämän tutkimuksen päätelmien tekemiseen.
"Koska kaulanikamaa on vain kaksi, he tekevät hirvittävän paljon rekonstruointia", sanoo Shaffer, joka ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa. Hän kuitenkin lisää, että teoria herättää toivottavasti lisää keskustelua kilpikonnatutkimuksen alalta ja että se edistää tutkijoiden keskustelua siitä, kuinka jäykkä raja pleurodirektiivien ja krytodirokkojen välillä on.
"Nuo varhaiset kilpikonnat - he kokeilivat vähän", Shaffer sanoo.
Tällaisella rajoitetulla hyvin säilyneiden varhaisten kilpikonnien fossiilien uima-altaalla Anquetin sanoo, ettei hän odota pystyvänsä tekemään monia tutkimuksia tästä kilpikonnien evoluution näkökulmasta. Mutta hän ennustaa, että biologit pystyvät nyt tutkimaan nykyaikaisten kilpikonnien erilaisia ruokintakäyttäytymiä ja näkemään kuinka heidän kaulan anatomiat vertaillaan. Shaffer on samaa mieltä siitä, että analyysit siitä, kuinka kilpikonnat käyttävät kaulan vetäytymistä "kilpikonnaelämän puun poikki" auttavat maalaamaan paremman kuvan tämän ominaisuuden kehittymisestä.
"Alussa on oltava toinen selitys kuin suojaus", Anquetin sanoo. "Ihmisten on tutkittava nyt."
