Scutul ombilical al șobolanului spinos african

Șoarecii spinoși produc plăci osoase numite osteoderme sub pielea cozii, care se desprind atunci când animalul este atacat, oferindu-i o evadare rapidă. Credit: Edward Stanley

Spre deosebire de crocodili, țestoase, șopârle, dinozauri și pești, care posedă plăci osoase și solzi, mamiferele au înlocuit de mult carapacea strămoșilor lor cu un strat izolator de păr.

Armadillos, care prezintă o coajă defensivă, suculentă de oase suprapuse, sunt considerate a fi singura anomalie vie. Cu toate acestea, un nou studiu a fost publicat în jurnal iScience Este demonstrat în mod neașteptat că șoarecii spinoși africani generează structuri similare sub pielea cozii, care au fost în mare parte nedescoperite până acum.

Descoperirea a fost făcută în timpul unei scanări CT de rutină a specimenelor de muzeu pentru OpenVertebrate, o inițiativă de a oferi cercetătorilor, educatorilor și artiștilor modele 3D ale organismelor vertebrate.

„Scanam un specimen de șoarece de la Muzeul Yale Peabody, iar cozile lor păreau anormal de întunecate”, a spus coautorul Edward Stanley, directorul Laboratorului de imagistică digitală de la Muzeul de Istorie Naturală din Florida.

Să presupunem mai întâi că decolorarea este cauzată de un defect introdus în timpul conservării probei. Dar când a analizat razele X câteva zile mai târziu, Stanley a observat o caracteristică inconfundabilă cu care era familiarizat.

„Întregul meu doctorat sa concentrat pe dezvoltarea ostodermei la șopârle. Odată ce scanările probelor au fost procesate, coada a fost în mod clar acoperită de osteoderme.”

Sobolanii spinosi ososi au fost observati cel putin o data inainte si au fost observati de biologul german Jochen Niethammer, care a comparat arhitectura lor cu piatra medievala intr-un articol. Publicat în 1975. Niethammer a interpretat corect plăcile ca un tip de os, dar nu a continuat niciodată observațiile sale inițiale, iar grupul a fost în mare măsură ignorat timp de decenii – până când oamenii de știință au descoperit o altă particularitate aparent fără legătură cu șoarecii spinoși.

A Studiu din 2012 Acest șobolan spinos dovedit poate regenera complet țesutul rănit fără cicatrici, o abilitate comună la reptile și nevertebrate Dar nu era cunoscut anterior la mamifere. Pielea lor este, de asemenea, deosebit de fragilă, rupându-se cu aproape un sfert din forța necesară pentru a răni pielea unui șoarece obișnuit. Dar șoarecii spinoși se pot vindeca de două ori mai repede decât rudele lor apropiate.

Cercetătorii, sperând să găsească un model pentru regenerarea țesuturilor umane, și-au propus să cartografieze căile genetice care conferă șoarecilor spinoși abilitățile lor extraordinare de vindecare. Unul dintre acești cercetători, Malcolm Madden, s-a întâmplat să aibă un laborator în clădirea de vizavi de biroul lui Stanley.

„Șoarecii spinoși pot regenera pielea, mușchii, nervii, măduva spinării și, eventual, chiar țesutul inimii, așa că păstrăm o colonie din aceste creaturi rare pentru cercetare”, a spus Madden, profesor de biologie la UCLA. Universitatea din Florida Autorul principal al studiului.

Madden și colegii săi au analizat dezvoltarea osteodermelor șoarecilor spinoși, confirmând că acestea sunt de fapt similare cu cele ale armadillolor, dar cel mai probabil au evoluat independent. Osteoderma este, de asemenea, diferită de solzii de pangolini sau de penele aricilor și porcilor spini, care sunt compuse din cheratina, același țesut din care sunt făcute părul, pielea și unghiile.

Există patru genuri de șoareci spinoși, care aparțin subfamiliei Deomyinae. Cu toate acestea, în afară de asemănările din ADN Și poate că forma dinților lor, oamenii de știință nu au reușit să găsească o singură caracteristică pe care o au în comun clasifica Acest grup este cel care îl deosebește de alte rozătoare.

Bănuind că diferențele dintre ele ar putea fi doar profunde, Stanley a cercetat specimene suplimentare de muzeu din toate cele patru rase. În toate, s-a descoperit că cozile spinoase ale șoarecilor sunt acoperite de aceeași teacă osoasă. Rudele cele mai apropiate ale lui Deomyinae – gerbilii – nu aveau osteoderme, ceea ce înseamnă că trăsătura a evoluat o singură dată, în strămoșul șoarecilor spinoși divergenți anteriori.

Prezența omniprezentă a osteodermelor în grup indică faptul că acestea îndeplinesc o funcție de protecție importantă. Dar care ar putea fi această funcție nu a fost imediat clar, având în vedere o altă caracteristică curioasă a șoarecilor spinoși: cozile lor sunt detașabile în mod neobișnuit. Pierderea cozii este atât de comună la unele specii de șobolani spinoși încât aproximativ jumătate dintre indivizii unui anumit grup nu au aceasta în sălbăticie.

„A fost un adevărat zgârietor de cap”, a spus Stanley. Șobolanii spinoși sunt cunoscuți pentru că își pot îndepărta cozile, ceea ce înseamnă că stratul exterior al pielii se desprinde, lăsând în urmă mușchi și oase. Indivizii mestecă adesea restul cozii atunci când se întâmplă acest lucru.”

În ciuda capacității sale de a se regenera, datul din coadă este un truc pe care șobolanii spinoși îl pot executa o singură dată. Spre deosebire de unele șopârle, acestea nu își pot recrește coada și nu fiecare parte a cozii se desprinde ușor.

Pentru a afla de ce rozătoarele care par ambivalente în ceea ce privește păstrarea cozii au probleme în a le acoperi cu armură, autorii au apelat la un grup de pești gecko din Madagascar. Majoritatea gecoșilor nu au pielea osoasă, dar, așa cum sugerează și numele, gecoșii din povești de pește sunt acoperiți în plăci subțiri, suprapuse și, la fel ca șoarecii spinoși, au pielea incredibil de fragilă care se desprinde la cea mai mică provocare.

Potrivit lui Stanley, osteodermele din peștii de poveste gecko și șoarecii spinoși au acționat probabil ca un fel de mecanism de evadare.

„Dacă un prădător își mușcă coada, scutul poate împiedica dinții să se scufunde în țesutul de dedesubt, care nu se separă”, a spus el. Pielea exterioară și complementul său de înveliș osos se retrage departe de coadă atunci când este atacat, permițând șoarecelui o evadare rapidă.

Referință: „Osteosteoclasts in the Spiny Mouse Mammal Acomys and the Independent Evolution of the Skin Shield” De Malcolm Madden, Trey Polvador, Aroud Polanco, W. Brad Barbazok și Edward Stanley, 24 mai 2023, disponibil aici. iScience.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779