В зоологии чешуя ( древнегреческий : λεπίς , романизированный : lepís ; латинский : squāma ) — небольшая жесткая пластинка , которая растет из кожи животного для обеспечения защиты. У чешуекрылых ( бабочек и моли ) чешуйки — это пластинки на поверхности крыла насекомого , обеспечивающие окраску. Чешуйки довольно распространены и эволюционировали несколько раз посредством конвергентной эволюции , с различной структурой и функцией.
Чешуя обычно классифицируется как часть покровной системы организма . Существуют различные типы чешуи в зависимости от формы и класса животного.
Рыбья чешуя имеет дермальное происхождение, а именно мезодермальное . Этот факт отличает ее от чешуи рептилий палеонтологически. Генетически, те же гены, которые участвуют в развитии зубов и волос у млекопитающих, также участвуют в развитии чешуи. [1]
Настоящие космоидные чешуйки можно найти только у саркоптеригов . Внутренний слой чешуи состоит из пластинчатой кости. Поверх него лежит слой губчатой или сосудистой кости, а затем слой дентиноподобного материала, называемого космином . Верхняя поверхность состоит из кератина . У латимерии есть модифицированные космоидные чешуйки, в которых отсутствует космин, и они тоньше настоящих космоидных чешуек.
Чешуя ганоидов встречается у щук (семейство Lepisosteidae ), бичиров и камышовых рыб (семейство Polypteridae ). Чешуя ганоидов похожа на чешую космоидов, но слой ганоина лежит над слоем космина и под эмалью [ требуется разъяснение ] . Чешуя ганоина имеет ромбовидную форму, блестит и тверда. Внутри ганоина находятся соединения гуанина , переливающиеся производные гуанина, обнаруженные в молекуле ДНК. [2] Переливающееся свойство этих химических веществ обеспечивает ганоину его блеск.
Плакоидные чешуи встречаются у хрящевых рыб , включая акул и скатов . Эти чешуйки, также называемые дентикулами, по строению похожи на зубы и имеют один срединный шип и два боковых шипа. Современные предки челюстных рыб, бесчелюстные остракодермы и более поздние челюстные плакодермы , могли иметь чешую со свойствами как плакоидных, так и ганоидных чешуек.
Лептоидные чешуйки встречаются у костных рыб высшего порядка. По мере роста они добавляют концентрические слои. Они расположены так, чтобы перекрываться в направлении от головы к хвосту, как черепица на крыше, обеспечивая более плавный поток воды по телу и, следовательно, уменьшая сопротивление . [3] Они бывают двух форм:
Типы чешуи рептилий включают: циклоидную, зернистую (которая кажется бугристой) и килевую (которая имеет центральный гребень). Чешуя обычно различается по размеру, более толстые, крупные чешуйки покрывают части, которые часто подвергаются физическому напряжению (обычно ноги, хвост и голова), в то время как чешуя вокруг суставов мелкая для гибкости. У большинства змей очень широкие чешуйки на животе, каждая чешуйка покрывает живот от одной стороны до другой.
Чешуя всех рептилий имеет эпидермальный компонент (то, что видно на поверхности), но у многих рептилий, таких как крокодилы и черепахи, под эпидермальной чешуей находятся остеодермы . Такие чешуи правильнее называть щитками . У змей, туатар и многих ящериц остеодермы отсутствуют. У всех рептильных чешуек есть дермальный сосочек, лежащий под эпидермальной частью, и именно там формируются остеодермы, если они есть.
Чешуя птиц находится в основном на пальцах ног и плюсне, но у некоторых птиц может быть обнаружена выше на лодыжке. Считалось, что чешуя и щитки птиц гомологичны чешуе и щиткам рептилий, [4] но теперь принято считать, что они эволюционировали независимо, будучи дегенеративными перьями. [5] [6]
Примером чешуйчатого млекопитающего является панголин . Его чешуя состоит из кератина и используется для защиты, подобно броне броненосца . Они конвергентно эволюционировали, не будучи родственными далеким рептилеподобным предкам млекопитающих (поскольку терапсиды утратили чешую), за исключением того, что они используют похожий ген.
С другой стороны, у мускусной крысы-кенгуру чешуя есть на ногах и хвосте. [7] Точная природа его предполагаемой чешуи не была подробно изучена, но она, по-видимому, структурно отличается от чешуи панголина.
У аномалюров также есть чешуя на нижней стороне хвоста. [8]
Эпидермальные ткани подушечек стопы у большинства видов млекопитающих сравнивали с чешуей других позвоночных. Вероятно, они произошли из процессов ороговения или отсталого меха, подобно тому, как птичьи сеточки произошли от отсталых перьев. [9]
Бабочки и моли — отряд Lepidoptera ( греч. «чешуекрылые») — имеют перепончатые крылья, покрытые нежными, порошкообразными чешуйками, которые являются модифицированными щетинками . Каждая чешуйка состоит из ряда крошечных сложенных друг на друга пластинок органического материала, и бабочки, как правило, имеют чешуйки широкие и уплощенные, в то время как моли, как правило, имеют чешуйки более узкие и больше похожие на волоски. Чешуйки обычно пигментированы , но некоторые типы чешуек переливаются, без пигментов; поскольку толщина пластинок того же порядка, что и длина волны видимого света, пластинки приводят к структурной окраске и переливчатости посредством физического явления, описываемого как тонкопленочная оптика . Наиболее распространенный цвет, получаемый таким образом, — синий , например, у бабочек Morpho .
Некоторые виды пауков также имеют чешую. Чешуя паука — это сплющенные щетинки, которые покрывают поверхность кутикулы . Они бывают самых разных форм, размеров и цветов. Известно, что по крайней мере 13 различных семейств пауков обладают кутикулярными чешуйками, хотя они были хорошо описаны только для пауков-скакунов (Salticidae) и пауков-рысей (Oxyopidae). [10] [11]
Некоторые ракообразные, такие как Glyptonotus antarcticus, имеют узловатые чешуйки. [12] Было показано, что некоторые раки используют чешуйки усиков, которые активируются при быстрых ответных движениях. [13]