La Tortuga y Su Caparazón

Las tortugas siempre han sido un poco misteriosas en paleontología. Su registro fósil no es muy bueno, así que las primeras tortugas fósiles que descubrimos ya se parecían a las tortugas modernas. Alguna vez pensaste en cuán raras son las tortugas? Ellas son muy diferentes a todos los otros vertebrados.

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Adorable! De aqui.

Primero, tienen un caparazón. Ese caparazón tiene 2 partes: el espaldar (la parte superior) y el plastrón (la parte inferior). El espaldar está formado por las costillas, las vértebras, y las placas (nuevos huesos exteriores). El plastrón está formado por placas. Estas dos partes se unen en los costados de las tortugas y forman un caparazón completo. No podes sacar a una tortuga de su caparazón porque el caparazón está formado por sus huesos.

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Esto no puede pasar. De aqui.

La mayoría de las tortugas pueden meter sus cuellos, brazos, y piernas adentro de sus caparazones para protegerlos. Pero eso quiere decir que sus brazos y piernas están ADENTRO de sus costillas. Están tus extremidades adentro de tus costillas?? NO! Están afuera. Exactamente como en todos los otros vertebrados. Las tortugas son únicas en que sus extremidades se unen adentro de sus costillas en cambio de afuera.

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Una tortuga cortada por el medio (de Encarta).

También las tortugas tiene picos y no dientes. Todas estas características únicas hacen que las tortugas no sean fáciles de ubicar en el árbol de evolución de los vertebrados. Sin embargo, ahora tenemos suficientes fósiles con diferentes etapas de evolución del caparazón para entender cómo se desarrolló el caparazón con el tiempo y lo más importante, porque se desarrolló.

Un nuevo [artículo] examina a unos nuevos especímenes de fósiles de tortugas tempranas, unas que todavía no tenían caparazones completos, y descubre algo interesante. La secuencia de la evolución del caparazón empieza con las costillas que se hacen muy amplias. Las costillas amplias hacen rígido (el opuesto de flexible) al torso y esto tiene 2 consecuencias: 1) respirar es más difícil y 2) moverse es más difícil. En respuesta, las tortugas cambiaron como respiran, y se hicieron más lentas.

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El esqueleto del Eunotosaurus mostrando las costillas amplias. De aqui.

Las costillas también forman una base robusta que no se mueve si estás moviendo tus brazos para algo distinto – como excavar. Otros animales que excavan, como el extinguido Thrinaxodon, un pariente de los mamíferos, y la tortuga que excava, Gopherus, también tienen costillas muy amplias para tener sus cuerpos estables cuando están excavando.

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El Thrinaxodon mostrando las costillas amplias (de Wikipedia).

Otras características como un cabeza corta y amplia (para apuntalar contra el piso), manos grandes y un húmero (hueso superior del brazo) amplio para excavar, y áreas más grandes para que los músculos se unan, nos indican que las tortugas tempranas estaban excavando! Por la similaridad entre excavar y nadar, estas características hicieron más fácil que las tortugas se muden al agua más tarde en su evolución.

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Figura 1A del artículo mostrando la secuencia del desarrollo del caparazón de las tortugas.

Las tortugas son maravillosas y son animales únicos y ahora sabemos un poco más sobre ellas.

The Turtle and its Shell

Turtles have always been kind of a mystery in paleontology. Their fossil record is not very good, so the first fossil turtles we discovered already looked like modern turtles. Have you ever thought about how weird turtles are? They are so different from all other vertebrates.

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Adorable! From here.

First, they have a shell. That shell is in 2 parts: the carapace (the back shell) and the plastron (the belly shell). The carapace is made up of the ribs, vertebrae, and scutes (new outer bones). The plastron is made of scutes. These two pieces come together along the sides of the turtle and form a complete shell. You cannot pull a turtle out of its shell because its shell is made out of its bones.

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This cannot happen. From here.

Most turtles can pull their necks, arms, and legs into their shell for protection. But that means their limbs are INSIDE their ribs. Are *your* limbs inside your ribs?? NO! They are on the outside. Just like in every other vertebrate. Turtles are unique in having their limbs attach INSIDE their ribs instead of outside.

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A turtle cut in half (from Encarta).

Also, turtles have beaks instead of teeth. Because of all these unique traits, turtles are not easy to place in the vertebrate evolutionary tree. However, we now have enough fossils specimens with different stages of shell evolution that we can understand how the shell developed over time and more importantly, why it developed.

A new [article] examined some new fossil specimens of early turtles, ones that do not yet have full shells, and have discovered something interesting. The sequence of evolution of the shell starts with the ribs becoming very wide. Wide ribs make the torso rigid (the opposite of flexible) and this has 2 consequences. 1) It makes breathing difficult and 2) it makes locomotion difficult. In response, the turtles changed how they breath and slowed down.

Eunotosaurus

Eunotosaurus skeleton showing the wide ribs. From here.

This ribs also make a sturdy base that won’t move if you are moving your limbs for something else – like digging. Other animals that dig, like the extinct Thrinaxodon, a mammal-relative, and the burrowing turtle, Gopherus, both have very wide ribs that keep their bodies stable while they dig.

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Thrinaxodon showing its wide ribs (from Wikipedia).

Other features like a short and wide head (to brace against the ground), and large hands and a wide humerus (upper arm bone) to dig with, along with bigger areas for muscle to attach, all tell us that early turtles were digging! Because of the similarity between digging and swimming, these adaptations made it easier for turtles to move back into the ocean later.

Fig1Av2

Figure 1A from the paper showing the sequence of shell development in turtles.

Turtles are amazing and very unique animals and now we know a little bit more about them.