"Землеройки-герои имеют безумно выглядящие шипы – их позвонки плоские, как блин, и у них есть куча дополнительных мест, где они касаются позвонков рядом с ними. Вдоль их спины образуется действительно длинная жесткая колонна, и нет хороших полевых отчетов о том, для чего эта структура может быть полезна », – говорит Стефани Смит, научный сотрудник Полевого музея и Чикагского университета и ведущий автор. новой статьи в Proceedings of the Royal Society B. "Итак, мы хотели посмотреть на эти позвонки и выяснить, как они могут их использовать."
Западные ученые впервые узнали о землеройках-героях около ста лет назад, но народ мангбету в бассейне Конго давно знал о невероятной силе землероек.
Существует (возможно, апокрифическая) история о людях Мангбету, показывающая группе американских и европейских ученых, как взрослый человек может стоять на спине героя землеройки, не причиняя ей вреда. Второй вид землеройки-героя со сложностью позвоночника между оригинальной землеройкой и обычной землеройкой был описан в 2013 году.
Но исследователям не удалось обнаружить землероек в дикой природе, и они нашли хорошее применение этим хребтам – землероек трудно найти, и они живут в районах, где политические волнения делают исследовательские поездки практически невозможными.
"Есть два вида бурозубок, и оба они очень малоизвестны. У нас есть их образцы в музее, но мы не можем увидеть их в действии.
Это почти как изучение животного в летописи окаменелостей, где у нас есть образцы, которые рассказывают нам об их анатомии, но мы не можем принести живой образец в лабораторию и наблюдать за ним », – говорит Кеннет Ангиелчик, куратор палеонтологии в Полевых условиях. Музей и старший автор статьи.
Авторы статьи 2013 года, в том числе покойный глава коллекций Филда Билл Стэнли, утверждали, что толстые шипы землеройки-героя могут использоваться в качестве скобы, когда животные перемещают бревна и расщепляют стебли пальм, чтобы добраться до насекомых. Но никто не заметил, как они это делают. Все, что мы знаем наверняка, это то, что позвоночник землеройки уникален.
"Их позвоночники изогнуты, и когда они сокращают мышцы, чтобы сжать позвонки вместе, кости сцепляются очень плотно.
Когда это происходит, он становится одним сплошным блоком позвонков, а не кучей изогнутых частей », – говорит Смит.
Без каких-либо живых землероек, за которыми следовало бы наблюдать, Смит и Ангельчик обратились к костям из коллекций Полевого музея. Они сделали микро-компьютерную томографию костей двух известных видов землероек, а также "обычных" землероек для сравнения. Эти сканирования выявили мельчайшие детали костей, но, что более важно, они также намекнули на то, как кости использовались в жизни.
"Кости в какой-то степени содержат записи о силах, которые действуют на них в течение жизни. В кости есть специальные клетки, которые обнаруживают, когда на нее оказывается давление.
Они посылают сигналы, чтобы реорганизовать кость, чтобы лучше справляться с силами, которым они подвержены, так что кости на протяжении всей жизни реагируют на привычные силы », – объясняет Смит. «Моим самым любимым примером этого была бумага, в которой овцы надевали высокие ботинки, например, высокие каблуки, и разный угол давления изменял внутреннюю структуру костей их ног."
Вооруженные знанием того, что внутренняя структура кости изменяется в зависимости от направления сил, действующих на кость, Смит и Анжельчик попытались определить, к чему пришли эти землеройки. "Мы обнаружили, что у двух видов землероек действительно очень толстая и плотная губчатая кость внутри позвонков.
По сравнению с другими землеройками процент костей высок по отношению к общему объему конструкции », – говорит Смит. "Это делает кость намного крепче. Это похоже на то, как стул с толстыми ножками и перекладинами, соединяющими эти ножки, прочнее, чем стул с четырьмя тонкими ножками и без перекладин."
"Это действительно интересно, потому что в нем говорится, что эти парни могут выдерживать большие усилия, сжимая свой позвоночник от головы до хвоста. «И это главное направление, в котором сила прикладывается к позвоночнику у животного с четырьмя ногами», – продолжает Смит. "Это не обязательно решает вопрос о том, что они делают, но дает нам индикатор того, что они обычно испытывают сильные силы в этом направлении."
Подводя итог: шипы героической землеройки не только выглядят жесткими снаружи, они также очень плотные внутри, что указывает на то, что они способны выдерживать давление, когда их сжимают, как дюймовые червяки. Это не подтверждает гипотезу Стэнли о том, что землеройки морщатся, а затем вытягивают свои шипы, чтобы раздвинуть стволы ладоней и добраться до насекомых – это может сделать только прямое наблюдение.
Но это указывает на то, что позвоночник землеройки мог противостоять силам, которые такое поведение порождает.
Помимо изучения сил, которым герои-землеройки подвергались в жизни, Смит также помог количественно оценить различия между двумя известными видами. Первоначальная бурозубка, описанная в 1910 году, имеет более сложный позвоночник, чем новый вид 2013 года, хотя у последнего более сложный позвоночник, чем у обычных землероек.
Это говорит о том, что переходные черты вида 2013 года (геройская землеройка Тора) могут предоставить информацию о том, как землеройка 1910 года эволюционировала от тонкоклювого предка. Чтобы помочь количественно оценить различия между шипами землероек, Смит тщательно подсчитал все маленькие узелки и бугорки на позвонках особей. «Я думаю, что общая сумма составила около 17 000», – говорит она. "Мы обнаружили, что землеройка Тора занимала промежуточное положение как внутри, так и снаружи. Из-за того, как кость реагирует на нагрузку, это означает, что она также может быть функционально промежуточной.
Но это всего лишь гипотеза на данный момент."
И если все это кажется лишним времени и усилий на размышления о землероках в то время, когда в мире есть более крупная рыба, которую нужно жарить, исследователи отмечают, что это помогает ответить на более серьезные вопросы об эволюции млекопитающих.
«Мелкие млекопитающие воспринимают мир иначе, чем мы, и у нас не так много информации о том, как маленькие млекопитающие влияют на их взаимодействие с миром», – говорит Ангельчик. «Частично то, что нас интересует, – это вопрос о том, как вы можете быть маленьким млекопитающим – что вам нужно, чтобы быть в этом эффективным и противостоять силам, которые действуют на ваше тело в различных функциональных контекстах. Это то, о чем мы не очень много знаем, но это важно, потому что мы произошли от мелких млекопитающих. Лучшее знание того, что нужно, чтобы быть маленьким млекопитающим, важно для понимания многих странных вещей о млекопитающих в целом, включая нас."
Смит не планирует в ближайшее время отказываться от изучения землероек. «Землеройки действительно интересны с экологической точки зрения, и они настолько малы, что обладают почти секретными способностями», – говорит она. "Они невероятно разнообразны, и я думаю, что они прекрасны. Они чертовски крутые."