Meet Odontochelys semitestacea. This little creature spends its days splashing in Late Triassic swamps with a host of other reptiles. Under the surface lies its best defense against attack: a hard shell on its belly.
Questa è l'Odontochelys semitestacea. Questo animaletto passa il tempo a nuotare nelle paludi del tardo Triassico in compagnia di tanti rettili. Sotto la superficie, esso cela la miglior difesa contro gli attacchi: una rigida corazza sulla pancia.
Odontochelys is an early ancestor of the turtle. Its half-shelled body illustrates an important point about the modern turtle: it actually has two shells that develop totally separately while the turtle is still an embryo. Both are extensions of the animal’s skeleton, and together they are made of almost 60 bones.
L'Odontochelys è uno dei primi antenati della tartaruga. Il suo corpo per metà corazzato mostra un punto chiave delle tartarughe odierne: la presenza di due gusci che si sviluppano in modo del tutto separato mentre la tartaruga è ancora un embrione. Entrambi sono estensioni del suo scheletro e nel complesso sono composti da quasi 60 ossa.
Like other embryos, turtle embryos are made of undifferentiated cells that become specific cell types, and then organs and tissues, through gene activity and communication between cells.
Come tutti gli embrioni, anche quelli di tartaruga sono composti da cellule indifferenziate che si specializzano per diventare organi e tessuti, attraverso l'attività genica e la comunicazione intercellulare. All'inizio, gli embrioni sono simili a quelli di qualsiasi altro rettile,
At first, turtle embryos look very similar to those of other reptiles, birds, and mammals, except for a bulge of cells called the carapacial ridge. The ridge expands around the body between the neck and lower back, creating a disc shape. It guides the formation of the upper part of the turtle’s shell, called the carapace, likely by attracting the cells that will become ribs. Instead of curving downwards to make a regular rib cage, the ribs move outwards towards the carapacial ridge. They then secrete a signaling protein that converts surrounding cells into bone-forming cells. These fifty bones grow until they meet and connect with sutures. A ring of bone solidifies the carapace’s edges. The outer layer of skin cells produces the scales, known as scutes, that cover the carapace.
uccello o mammifero, tranne che per un ammasso di cellule chiamato cresta del carapace. La cresta si espande attorno al corpo tra il collo e la zona lombare, creando una forma ad anello. Funge da guida per la formazione della parte superiore del guscio, detto carapace, probabilmente attirando le cellule che diventano costole. Invece di curvarsi verso il basso a formare una normale gabbia toracica, le costole si espandono all'esterno verso la cresta del carapace. Secernono quindi una proteina segnale che trasforma le cellule confinanti in cellule che formano l'osso. Queste 50 ossa crescono fino a incontrarsi e a unirsi grazie a suture. Un anello osseo rende solidi i bordi del carapace. Lo strato esterno delle cellule cutanee produce le scaglie, note come scuti, che ricoprono il carapace.
The development of the bottom half of the shell, the plastron, is driven by neural crest cells, which can produce a variety of different cell types including neurons, cartilage and bone. A thick shield of these cells spreads across the belly, coming together in regions that produce nine plate-like bones. Eventually, these connect to the carapace by sutures.
Lo sviluppo della parte inferiore del guscio, il piastrone, è guidato dalle cellule della cresta neurale, che riescono a produrre un'ampia gamma di tipi cellulari compresi i neuroni, la cartilagine e le ossa. Uno spesso strato di queste cellule si propaga sulla pancia, riunendosi in aree che formano nove piastre ossee. Alla fine, queste piastre si uniscono al carapace grazie a suture.
A turtle’s shell has obvious advantages for guarding against predators, but the rigid casing also presents some challenges. As the turtle grows, the sutures between the bones of the carapace and plastron spread. Most mammals and reptiles rely on a flexible rib cage that expands to allow them to breathe, but turtles use abdominal muscles attached to the shell instead: one to breathe in, and one to breathe out.
Il guscio offre evidenti vantaggi per proteggersi dai predatori, ma questo involucro rigido presenta anche delle sfide. Quando la tartaruga cresce, le suture tra le ossa del carapace e il piastrone si allargano. Gran parte dei mammiferi e dei rettili può contare su costole flessibili che espandendosi consentono la respirazione. Le tartarughe, invece, ricorrono a muscoli addominali collegati al guscio: uno per inspirare e un altro per espirare.
So how did the shell evolve? Though there are still gaps in the fossil record, the first step seems to have been a thickening of the ribs. The oldest known turtle ancestor, a creature called Eunotosaurus africanus, lived 260 million years ago and looked almost nothing like a modern turtle, but it had a set of broad, flat ribs that anchored the muscles of its powerful forearms. Eunotosaurus was likely a burrowing creature, digging homes for itself in what’s now southern Africa.
Allora, come si è evoluto il guscio? Benché ci siano ancora lacune nei ritrovamenti fossili, il primo stadio pare sia stato un ispessimento delle costole. Il primo antenato conosciuto delle tartarughe, una creatura chiamata Eunotosaurus africanus, visse 260 milioni di anni fa ed era molto diverso da una tartaruga moderna, ma era dotato di costole larghe e piatte che trattenevano i muscoli dei suoi possenti avambracci. L'Eunotosaurus era probabilmente un animale scavatore, che scavava delle tane nell'odierna Africa meridionale.
Odontochelys semitestacea illustrates another, later step in turtle evolution, with thick ribs like Eunotosaurus plus a belly plate for protection. Our first fossil evidence of the full shell characteristic of modern turtles is about 210 million years old, and belongs to a species called Proganochelys quenstedti, whose ribs had fused. Proganochelys could move between water and land. Unlike modern turtles, it couldn’t retract its head into its shell, but had defensive spines on its neck.
L'Odontochelys semitestacea rappresenta un altro stadio evolutivo della tartaruga, con costole spesse come l'Eunotosaurus e una piastra addominale di protezione. Il primo fossile con caratteristiche uguali al guscio delle tartarughe odierne risale a circa 210 milioni di anni fa e appartiene a una specie chiamata Proganochelys quenstedti, le cui costole si erano fuse. Il Proganochelys poteva muoversi sia in acqua che a terra. A differenza dalle tartarughe moderne, non poteva ritirare la testa nel guscio, ma aveva degli aculei sul collo per difendersi.
Modern turtle shells are almost as diverse as the turtles themselves. Sea turtles have flatter, lighter shells for streamlined gliding through the water. Land-dwelling tortoises, meanwhile, have domed shells that can slip free of predators’ jaws and help them turn right-side up if they fall on their backs. Leatherback and softshell turtles have shells without the ring of bone around the edge of the carapace or the tough scutes covering it, making it easier for them to squeeze into tight spaces.
I gusci delle tartarughe moderne sono diversi quasi quanto le tartarughe stesse. Le tartarughe di mare hanno gusci piatti e leggeri per muoversi nell'acqua. Le testuggini di terra, al contrario, hanno gusci a forma di cupola che sfuggono alle fauci dei predatori e che le aiutano a rigirarsi se cadono di schiena. Le tartarughe liuto e quelle dal guscio molle hanno gusci privi dell'anello osseo attorno al carapace o degli scuti rigidi che lo ricoprono, cosa che rende più semplice infilarsi in spazi ristretti.