Строение панциря черепах

Предки черепах, как предполагают, появились в Триасовый период Мезозойской эры, т. е. около 220 миллионов лет назад. Их панцирь развивался из ребер, которые в ходе эволюции постепенно расширялись и срастались вместе, образуя твердый панцирь.

Самый известный предок современных черепах Odontochelys semitestacea, живущий в позднем триасе. Панцирь его был развит не полностью – Odontochelys обладал только твердой нижней частью панциря – пластроном, карапакс же у него был не развит, и представлял собой расширенные ребра. Еще более древний предок черепах Eorhynchochelys не имел панциря, но у него были широкие и плоские ребра, зато имел черепашью голову. Полный панцирь появился у черепахи Proterochersis в позднем триассовом периоде 227—201,3 млн.лет назад. На  формирование панциря потребовалось около 50 млн. лет.

Есть две теории происхождения черепашьего панциря:

• Первая гласит, что панцирь образуется из смежных ребрам ячеек кожи (остеодерм), как "панцирь" у крокодилов и броненосцев. Остеодермы в процессе роста и взросления эмбриона костенели под действием костного морфогенетического белка и тем самым образовывали каркас панциря.
• Вторая теория такова, что панцирь представляет собой отростки ребер. Ребра формируют каркас панциря, который затем заполнялся кожей. 

Вполне возможно, что у разных видов черепах панцирь образуется по-разному. Например, у кожистой черепахи костная часть панциря редуцировалась, и ее заменил панцирь из кожных окостенений (остеодерм), как у броненосцев. 

Расширение ребер создало предкам черепах большие сложности. Когда животное делает вдох, его ребра и прикрепленные к ним мышцы расходятся и грудная клетка расширяется, растягивая легкие, однако широкие ребра первых черепах перекрывались и мешали друг другу раздвинуться, отчего грудная клетка оставалась практически неподвижной. Предки черепах не задохнулись, поскольку функцию вентиляции легких взяли на себя мышцы живота, а межреберная мускулатура практически исчезла. Ребра у черепах не только расширились — их количество сократилось с 18 до 9, и туловище утратило гибкость.

Ученые предполагают также, что усиление скелета предков черепах стало развиваться для рытья земли, а не только для защиты от хищников. Тяжелые ребра могли создавать надежную опору для работы мощных роющих передних конечностей. Эта адаптация позволила предкам черепах пережить самое грандиозное в истории жизни на Земле пермское массовое вымирание, а впоследствии облегчила некоторым представителям группы переход к плаванию. И лишь затем, в условиях водной среды, ребра слились в цельный защитный панцирь, который черепахи донесли вплоть до нашего времени. (источник)

Карапакс сложен из костных пластинок кожного происхождения (остеодерм), с которыми срастаются короткие и широкие ребра и отростки позвонков. Всего он состоит примерно из 50 костей. В формировании наружного слоя участвуют производные кожи, среднего – производные мезодермы. К среднему слою снизу также прикреплены элементы скелета: ребра и остистые отростки, дуги туловищных позвонков.

Группы позвоночных животных с панцирем как вымершие, так и существующие ныне (например, броненосцы) устроены иначе, чем у черепах. Их панцири образованы за счет окостенения кожи.

Пластинки пластрона образовались из ключиц и брюшных ребер (гастралий), не прикрепленных к другим костям. Оба щита либо соединены подвижно сухожильной связкой, либо крепко сращены костной перемычкой. Сверху у большинства черепах панцирь покрыт симметричными роговыми щитками. Швы между пластинками и щитками не совпадают, что придает панцирю особую прочность.

У молодых черепах между костными пластинами остаются широкие просветы (лакуны), которые со временем зарастают. В процессе роста (первые 1-2 года жизни) костные пластины быстро растут навстречу друг другу и между ними образуются зигзагообразные швы. После этого рост заметно замедляется и смещается к периферии пластин. 

У морских черепах костная часть панциря редуцировалась, и образовались фонтанели (пространство в кости, оставшееся неокостеневшим и затянутое соединительнотканной перепонкой). Самая большая фонтанель на пластроне морских черепах.