Морские черепахи — поворот направо, поворот налево?

Четверг, 11 февраля 2016 15:11
Морские черепахи являются менее выраженными правшами и левшами, чем их наземные сородичи. Адаптация к жизни в воде, в частности, постоянная необходимость синхронно двигать ластами, лишила морских черепах способности к асимметричным рефлексам — к такому выводу пришел доцент Санкт-Петербургского государственного университета Егор Малашичев. Результаты исследования биолога СПбГУ описаны в статье, опубликованной в научном журнале «Физиология и поведение» (Physiology & Behavior).

Известно, что сухопутные и пресноводные черепахи при ходьбе и плавании используют т. н. диагональный шаг — одновременное движение конечностей, находящихся по диагонали друг от друга. А вот морские — синхронную локомоцию (одновременное движение только передними ластами или всеми четырьмя конечностями сразу). Изучая представителей класса земноводных — жаб, которые передвигаются диагональным шагом, и лягушек, при прыжках отталкивающихся обеими задними лапами, — доцент СПбГУ Егор Малашичев предположил, что у черепах двигательный процесс устроен также. То есть моторная асимметрия выражена лишь у тех видов, которые используют диагональный шаг.

В феврале 2015 года Егор Малашичев провел исследование на острове Шри-Ланка. В основу эксперимента лег рефлекс переворота из положения на спине — у позвоночных животных именно он позволяет легко протестировать моторную асимметрию, зафиксировав, через какой бок особь предпочитает переворачиваться. У бесхвостых амфибий эти односторонние предпочтения также напрямую связаны со степенью использования конечностей во время движения в воде или на суше.

Гипотезу о связи функциональной асимметрии и способа локомоции биолог протестировал на двух видах морских черепах: зеленой суповой черепахе (Chelonia mydas) и оливковой черепахе Ридли (Lepidochelys olivacea). Участниками эксперимента стали 100 особей — по 50 представителей каждого вида. Ученый фиксировал, через правый или левый бок будет поворачиваться черепаха, перевернутая на спину, стремясь вернуться в нормальное положение.
В этих тестах испытуемые демонстрировали индивидуальные и групповые предпочтения как в выборе стороны переворота, так и в использовании конечностей. Вид с наиболее «синхронной» локомоцией (зеленая суповая черепаха) оказался более симметричен в рефлексе переворота, то есть число особей, которые при перевороте предпочитали ту или иную сторону, было невелико. В свою очередь более «асинхронный» вид (оливковая черепаха Ридли) проявил себя и более асимметричным, с большей долей латерализованных особей и меньшей долей тех, у кого нет определенных предпочтений в выборе правой или левой конечности.

«Морские черепахи обладают, как минимум, индивидуальной латерализацией переворотов. При этом наблюдается и явный популяционный тренд — использование для отталкивания от поверхности именно правой передней лапы. Таким образом, черепахи, которые раньше с этой точки зрения фактически не были изучены, продемонстрировали тот же принцип, что уже был обнаружен у амфибий — жаб и лягушек. Это может быть свидетельством общего физиологического механизма, связывающего асинхронное передвижение и асимметричные нервные (спинномозговые) рефлексы», — рассказал Егор Малашичев.

Биолог отметил, что эти наблюдения, по всей вероятности, можно распространить на всех позвоночных, предположив, что небольшой уровень асимметрии характерен для всех четвероногих животных. А у тех видов, которые встали на задние конечности (в том числе, у человека), она увеличилась за счет новых функций передних конечностей, возможно, связанных с асимметрией в других нервных механизмах.

В дальнейшем Егор Малашичев планирует изучить близкородственные виды пресноводных черепах, различающиеся способами передвижения. Результаты тестов на рефлекс переворота позволят установить скорость подобных эволюционных изменений: зная, как давно виды разошлись в эволюции, можно будет выяснить, какого времени достаточно, чтобы синхронное передвижение отразилось на асимметрии рефлексов.

Ранее ученый исследовал проявления латерализации не только у земноводных, но и у млекопитающих, доказав вместе со своими коллегами из СПбГУ Андреем Гилёвым и Кариной Карениной, что истинная «рукость» свойственна не одним лишь представителям отряда приматов (см. Левши и кенгуру — родственные души). Изучение латерализации функций передних конечностей у кенгуру позволило ученым понять причины возникновения ярко выраженной асимметрии в использовании конечностей, свойственной, например, человеку. Эксперты СПбГУ выяснили, что, скорее всего, ключевую роль в этом процессе сыграла вертикальная постановка тела, бипедализм и освобождение передних конечностей для манипуляций с предметами.
Прочитано 771 раз