- Череп туатары в косой проекции
- Череп туатары в косой проекции, со склеротическими кольцами в глазницах.
- Череп туатары сверху
- Череп туатары сверху
- Череп туатары в разных проекциях с рядом небных зубов, видимым на нижней стороне черепа.
Туатара ( Sphenodon punctatus ) — вид рептилий, эндемичный для Новой Зеландии . Несмотря на близкое сходство с ящерицами , он является частью отдельной линии, отряда Rhynchocephalia . [8] Название туатара происходит от языка маори и означает «пики на спине». [9]
Единственный сохранившийся вид гаттерии является единственным выжившим членом своего отряда, который был очень разнообразен в мезозойскую эру. [10] Клювоголовые впервые появились в палеонтологической летописи в триасовом периоде , около 240 миллионов лет назад, [11] и достигли всемирного распространения и пика разнообразия в юрском периоде , когда они представляли собой доминирующую в мире группу мелких рептилий. Клювоголовые претерпели значительный спад в меловом периоде , и их самые молодые записи за пределами Новой Зеландии датируются палеоценом . Их ближайшими ныне живущими родственниками являются чешуйчатые (ящерицы и змеи ). Туатары представляют интерес для изучения эволюции рептилий.
Туатара зеленовато-коричневые и серые, достигают 80 см (31 дюйм) от головы до кончика хвоста и весят до 1,3 кг (2,9 фунта) [12] с колючим гребнем вдоль спины, особенно выраженным у самцов. У них два ряда зубов в верхней челюсти, перекрывающих один ряд на нижней челюсти, что уникально среди ныне живущих видов. Они способны слышать, хотя у них нет внешнего уха, и имеют уникальные особенности в своем скелете.
Туатару иногда называют « живыми ископаемыми », [8] что вызвало значительные научные дебаты. Этот термин в настоящее время не используется среди палеонтологов и эволюционных биологов. Хотя туатара сохранили морфологические характеристики своих мезозойских предков (240–230 миллионов лет назад), нет никаких доказательств непрерывной палеонтологической летописи, подтверждающей это. [13] [10] Вид имеет от 5 до 6 миллиардов пар оснований последовательности ДНК , что почти вдвое больше, чем у людей. [14]
Туатара ( Sphenodon punctatus ) охраняется законом с 1895 года. [15] [16] Второй вид, туатара острова Бразерс S. guntheri ( Buller , 1877) , был признан в 1989 году, [12] но с 2009 года он был переклассифицирован как подвид ( Sp guntheri ). [17] [18] Туатара, как и многие местные животные Новой Зеландии, находятся под угрозой потери среды обитания и завезенных хищников, таких как полинезийская крыса (Rattus exulans) . Туатара вымерли на материке, а оставшиеся популяции были ограничены 32 прибрежными островами [19] до первого выпуска на Северном острове в тщательно огороженный и контролируемый заповедник дикой природы Карори (теперь называемый «Зеландия») в 2005 году. [20]
Во время плановых работ по техническому обслуживанию в Zealandia в конце 2008 года было обнаружено гнездо туатары [21] , а следующей осенью был обнаружен детеныш. [22] Считается, что это первый случай успешного размножения туатары в дикой природе на Северном острове Новой Зеландии за последние 200 лет. [21]
Отношения туатары с другими ныне живущими рептилиями и птицами, по Симоешу и др. 2022 [23]
Tuatara, наряду с другими ныне вымершими членами отряда Rhynchocephalia , принадлежит к надотряду Lepidosauria , единственному сохранившемуся таксону в пределах Lepidosauromorpha вместе с отрядом Squamata , который включает ящериц и змей. У Squamates и tuatara наблюдается каудальная автотомия (потеря кончика хвоста при угрозе) и поперечные клоакальные щели. [24]
Первоначально туатары были классифицированы как ящерицы в 1831 году, когда Британский музей получил череп. Джон Эдвард Грей использовал название Sphenodon для описания черепа, которое остается современным научным названием для рода. [25] [26] В 1842 году Грей описал представителя вида как Hatteria punctata , не понимая, что череп, который он получил в 1831 году, был и туатарой. [27] [28] Род оставался неправильно классифицированным до 1867 года, когда ACLG Гюнтер из Британского музея отметил черты, схожие с птицами, черепахами и крокодилами. Он предложил отряд Rhynchocephalia (что означает «клювоголовый») для туатары и ее ископаемых родственников. [29] С 1869 года в качестве научного названия для вида используется Sphenodon punctatus (или вариация Sphenodon punctatum в некоторых более ранних источниках). [28]
В какой-то момент многие разрозненные виды были неправильно отнесены к Rhynchocephalia, в результате чего таксономисты называют « таксон мусорной корзины ». [30] В 1925 году Уиллистон предложил включить в Sphenodontia только гаттерию и их ближайших ископаемых родственников. [30] Однако Rhynchocephalia — более старое название [29] , широко используемое сегодня. Sphenodon происходит от греческого слова «клин» (σφήν, σφηνός/ sphenos ) и «зуб» (ὀδούς, ὀδόντος/ odontos ). [31] Многие ученые используют Sphenodontia как подмножество Rhynchocephalia, включая почти всех членов Rhynchocephalia, за исключением самых примитивных представителей группы. [32]
Самый ранний клювоголовый, Wirtembergia , известен из среднего триаса Германии, около 240 миллионов лет назад. [32] В течение позднего триаса клювоголовые значительно разнообразились, [10] став доминирующей в мире группой мелких рептилий в юрский период , [33] когда группа была представлена разнообразными формами, включая водных плеврозавров и растительноядных эйленодонтин . [33] Самые ранние члены Sphenodontinae , клады, которая включает туатару, известны из ранней юры Северной Америки. Самые ранние представители этой группы уже очень похожи на современную туатару. [34] Крылоголовые претерпели значительный спад в течение мелового периода, [35] возможно, из-за конкуренции с млекопитающими и ящерицами, [36] причем самая молодая находка за пределами Новой Зеландии относится к Kawasphenodon , известному из палеоцена Патагонии в Южной Америке. [37]
Вид сфенодонтин известен из миоценовой фауны Сент-Батанс из Отаго на Южном острове Новой Зеландии. Относится ли он к собственно сфенодону, не совсем ясно, но, вероятно, он тесно связан с туатарой. Предки туатары, вероятно, уже присутствовали в Новой Зеландии до ее отделения от Антарктиды около 82-60 миллионов лет назад. [36]
Кладограмма положения туатары в пределах Sphenodontia, по Симоесу и др., 2022: [38]
Хотя в настоящее время считается, что существует только один живой вид гаттерии, ранее были идентифицированы два вида: Sphenodon punctatus , или северная гаттерия, и гораздо более редкий Sphenodon guntheri , или гаттерия острова Бразерс, который ограничен островом Норт-Брозер в проливе Кука . [39] Видовое название punctatus на латыни означает «пятнистый», [40] а guntheri относится к британскому герпетологу немецкого происхождения Альберту Гюнтеру . [41] В статье 2009 года были повторно изучены генетические основы, используемые для различения двух предполагаемых видов гаттерии, и сделан вывод, что они представляют собой только географические варианты, и следует распознавать только один вид. [18] Следовательно, северная гаттерия была переклассифицирована как Sphenodon punctatus punctatus , а гаттерия острова Бразерс — как Sphenodon punctatus guntheri . Индивидов с острова Бразерс также невозможно отличить от других современных и ископаемых образцов на основе морфологии челюстей. [42]
У туатары острова Бразерс оливково-коричневая кожа с желтоватыми пятнами, в то время как цвет северной туатары варьируется от оливково-зеленого до серого, темно-розового или кирпично-красного, часто пятнистого и всегда с белыми пятнами. [20] [24] [43] Кроме того, туатара острова Бразерс значительно меньше. [44] Вымерший вид Sphenodon был идентифицирован в ноябре 1885 года Уильямом Коленсо, которому был отправлен неполный субфоссильный образец из местной угольной шахты. Коленсо назвал новый вид S. diversum . [45] Фосетт и Смит (1970) считают его синонимом подвида, основываясь на отсутствии различий. [46]
Tuatara — крупнейшие рептилии Новой Зеландии. [47] Взрослые самцы S. punctatus достигают 61 см (24 дюйма) в длину, а самки — 45 см (18 дюймов). [24] У Tuatara наблюдается половой диморфизм , самцы крупнее. [24] Зоопарк Сан-Диего даже приводит длину до 80 см (31 дюйм). [48] Самцы весят до 1 кг (2,2 фунта), а самки — до 0,5 кг (1,1 фунта). [24] Tuatara острова Бразерс немного меньше, весят до 660 г (1,3 фунта). [44]
Их легкие состоят из одной камеры и не имеют бронхов . [49]
Зеленовато-коричневый цвет туатары соответствует ее среде обитания и может меняться в течение жизни. Туатара сбрасывает кожу по крайней мере один раз в год, будучи взрослой, [43] и три или четыре раза в год, будучи молодой. Пол туатары отличается не только размером. Колючий гребень на спине туатары, состоящий из треугольных, мягких складок кожи, больше у самцов и может быть жестким для демонстрации. Брюшко самца уже, чем у самки. [50]
В отличие от подавляющего большинства ящериц, у туатары есть полная нижняя височная перекладина, закрывающая нижнее височное окно (отверстие черепа позади глазницы), вызванное слиянием квадратной / квадратоскуловой кости (которые слиты в один элемент у взрослой туатары) и скуловой кости черепа. Это похоже на состояние, обнаруженное у примитивных диапсидных рептилий. Однако, поскольку более примитивные клювоголовые имеют открытое нижнее височное окно с неполной височной перекладиной, это считается производной характеристикой туатары и других членов клады Sphenodontinae , а не примитивной чертой, сохранившейся от ранних диапсид. Считается, что полная перекладина стабилизирует череп во время укуса. [51]
Кончик верхней челюсти имеет форму долота или клюва и отделен от остальной части челюсти выемкой, [29] эта структура образована сросшимися предчелюстными зубами и также встречается у многих других продвинутых клювоголовых. [52] Зубы гаттерии и почти всех других клювоголовых описываются как акродонтные , поскольку они прикреплены к вершине челюстной кости. Это контрастирует с плевродонтным состоянием, обнаруженным у подавляющего большинства ящериц, где зубы прикреплены к обращенной внутрь поверхности челюсти. Зубы гаттерии в значительной степени сращены с челюстной костью, что затрудняет различение границы между зубом и челюстью, а также у зубов нет корней, и они не заменяются в течение жизни животного, в отличие от зубов плевродонтных ящериц. [53] Распространено заблуждение, что у туатары нет зубов, а вместо этого у них есть острые выступы на челюстной кости, [54] хотя гистология показывает, что у них настоящие зубы с эмалью и дентином с полостями в пульпе. [55] По мере того, как их зубы изнашиваются, старым туатарам приходится переключаться на более мягкую добычу, такую как дождевые черви , личинки и слизни , и в конечном итоге им приходится пережевывать пищу между гладкими челюстными костями. [56]
У туатары есть небные зубы (зубы, растущие из костей неба), которые изначально присутствовали у рептилий (и четвероногих в целом). [57] Хотя многие из изначальных небных зубов, присутствующих у рептилий, были утрачены, [57] как и у всех других известных клювоголовых, ряд зубов, растущих из небных костей, был увеличен, и, как у других членов Sphenodontinae, небные зубы ориентированы параллельно зубам в верхней челюсти , и во время укуса зубы нижней челюсти занимают паз между двумя верхними зубными рядами. [58] Структура челюстного сустава позволяет нижней челюсти скользить вперед после того, как она закрылась между двумя верхними рядами зубов. [59] Этот механизм позволяет челюстям прорезать хитин и кость. [24]
Мозг Sphenodon заполняет только половину объема его эндокраниума . [60] Эта пропорция фактически использовалась палеонтологами, пытающимися оценить объем мозга динозавров на основе ископаемых. [60] Однако доля эндокраниума туатары, занимаемая ее мозгом, может быть не очень хорошим ориентиром для той же пропорции у мезозойских динозавров, поскольку современные птицы являются выжившими динозаврами, но имеют мозг, который занимает гораздо больший относительный объем в эндокраниуме. [60]
Глаза могут фокусироваться независимо и специализированы с тремя типами фоторецепторных клеток, все с тонкими структурными характеристиками колбочек сетчатки [61], используемых как для дневного, так и для ночного зрения, и tapetum lucidum , который отражается на сетчатке для улучшения зрения в темноте. Также на каждом глазу есть третье веко, мигательная мембрана . Присутствуют пять визуальных опсиновых генов, что предполагает хорошее цветовое зрение , возможно, даже при низком уровне освещенности. [62]
Как и некоторые другие живые позвоночные, включая некоторых ящериц, у туатары есть третий глаз на макушке, называемый теменным глазом (также называемый шишковидной железой или третьим глазом), образованный парапинеальным органом, с сопутствующим отверстием в крыше черепа, называемым шишковидным или теменным отверстием, окруженным теменными костями . [63] У нее есть свой собственный хрусталик, теменная пробка, которая напоминает роговицу , [64] сетчатка со стержневидными структурами и дегенерировавшая нервная связь с мозгом. Теменной глаз виден только у детенышей, у которых есть полупрозрачное пятно в верхней центральной части черепа. Через четыре-шесть месяцев он покрывается непрозрачными чешуйками и пигментом. [24] Хотя он способен обнаруживать свет, он, вероятно, не способен обнаруживать движение или формировать изображение. [65] Он, вероятно, служит для регулирования циркадного ритма и, возможно, обнаружения сезонных изменений, а также помогает с терморегуляцией . [24] [63]
Из всех существующих четвероногих теменной глаз наиболее выражен у туатары. Он является частью шишковидного комплекса, другой частью которого является шишковидная железа , которая у туатары выделяет мелатонин ночью. [24] Было показано, что некоторые саламандры используют свои шишковидные тела для восприятия поляризованного света и, таким образом, определяют положение солнца, даже под облачным покровом, помогая навигации . [66]
Вместе с черепахами , туатара имеет самые примитивные органы слуха среди амниот. У нее нет барабанной перепонки ( барабанной перепонки ) и ушного отверстия, [54] а полость среднего уха заполнена рыхлой тканью, в основном жировой (жировой) тканью . Стремя соприкасается с квадратной костью (которая неподвижна), а также с подъязычной и чешуйчатой . Волосковые клетки неспециализированы, иннервируются как афферентными , так и эфферентными нервными волокнами и реагируют только на низкие частоты. Хотя органы слуха плохо развиты и примитивны без видимых внешних ушей, они все еще могут показывать частотную характеристику от 100 до 800 Гц с пиковой чувствительностью 40 дБ при 200 Гц. [67]
Животные, которые зависят от обоняния, чтобы поймать добычу, спастись от хищников или просто взаимодействовать с окружающей средой, в которой они обитают, обычно имеют много обонятельных рецепторов. Эти рецепторы экспрессируются в дендритных мембранах нейронов для обнаружения запахов. У туатары есть несколько сотен рецепторов, около 472, число, больше похожее на то, что есть у птиц, чем на большое количество рецепторов, которые могут быть у черепах и крокодилов. [62]
Позвоночник туатары состоит из амфицельных позвонков в форме песочных часов, вогнутых как спереди, так и сзади. [54] Это обычное состояние позвонков рыб и некоторых амфибий, но уникально для туатары среди амниот. Тела позвонков имеют крошечное отверстие, через которое проходит суженный остаток хорды; это было типично для ранних ископаемых рептилий, но утрачено у большинства других амниот. [68]
У гаттерии есть гастралии , реброподобные кости, также называемые желудочными или брюшными ребрами, [69] предполагаемая предковая черта диапсид. Они встречаются у некоторых ящериц , где они в основном состоят из хрящей, а также у крокодилов и гаттерии, и не прикреплены к позвоночнику или грудным ребрам. Настоящие ребра представляют собой небольшие выступы с небольшими крючковатыми костями, называемыми крючковидными отростками, которые находятся на задней части каждого ребра. [54] Эта особенность присутствует и у птиц. гаттерия — единственный живой четвероногий с хорошо развитыми гастралиями и крючковидными отростками.
У ранних четвероногих гастралия и ребра с крючковидными отростками вместе с костными элементами, такими как костные пластины в коже (остеодермы) и ключицы (ключичная кость), образовывали своего рода экзоскелет вокруг тела, защищая живот и помогая удерживать кишки и внутренние органы. Эти анатомические детали, скорее всего, произошли от структур, участвующих в локомоции, еще до того, как позвоночные вышли на сушу. Гастралия могла участвовать в процессе дыхания у ранних амфибий и рептилий. Таз и плечевые пояса устроены иначе, чем у ящериц, как и в случае с другими частями внутренней анатомии и ее чешуей. [70]
Колючие пластины на спине и хвосте туатары больше напоминают таковые у крокодила, чем у ящерицы, но туатара разделяет с ящерицами способность отламывать свой хвост, когда его ловит хищник, а затем регенерировать его. Восстановление занимает много времени и отличается от такового у ящериц. Хорошо иллюстрированные отчеты о регенерации хвоста у туатары были опубликованы Алибарди и Мейер-Рохов. [71] [72] Клоакальные железы туатары содержат уникальное органическое соединение, называемое туатаровой кислотой .
В настоящее время существует два способа определения возраста туатары. Используя микроскопический осмотр, гематоксилинофильные кольца могут быть идентифицированы и подсчитаны как в фалангах, так и в бедренной кости. Фаланговые гематоксилинофильные кольца могут использоваться для туатары до возраста 12–14 лет, поскольку они перестают формироваться примерно в этом возрасте. Бедренные кольца следуют аналогичной тенденции, однако они полезны для туатары до возраста 25–35 лет. Примерно в этом возрасте бедренные кольца перестают формироваться. [73] Требуются дальнейшие исследования методов определения возраста туатары, поскольку продолжительность жизни туатары намного превышает 35 лет (возраст до 60 лет [9] является обычным явлением, а в неволе туатара жили более 100 лет). [74] [75] [76] Одной из возможностей может быть исследование износа зубов, поскольку у туатары сросшиеся наборы зубов.
Взрослые туатары — наземные и ночные рептилии, хотя они часто греются на солнце, чтобы согреть свои тела. Детеныши прячутся под бревнами и камнями и ведут дневной образ жизни , вероятно, потому, что взрослые особи склонны к каннибализму. Молодь обычно активна ночью, но может быть обнаружена активной и днем. Характер передвижения молоди объясняется генетической предрасположенностью конспецификов к избеганию хищников и тепловым ограничениям. [77] Туатары процветают при температурах, намного более низких, чем те, которые переносит большинство рептилий, и впадают в спячку зимой. [78] Они остаются активными при температурах до 5 °C (41 °F), [79] в то время как температуры выше 28 °C (82 °F) обычно смертельны. Оптимальная температура тела для туатары составляет от 16 до 21 °C (от 61 до 70 °F), самая низкая среди всех рептилий. [80] Температура тела туатары ниже, чем у других рептилий, и колеблется от 5,2 до 11,2 °C (41,4–52,2 °F) в течение дня, тогда как у большинства рептилий температура тела составляет около 20 °C (68 °F). [81] Низкая температура тела приводит к более медленному обмену веществ .
Роющие морские птицы, такие как буревестники , прионы и буревестники, разделяют островную среду обитания туатары во время сезона гнездования птиц. Туатара использует норы птиц в качестве убежища, когда они доступны, или роет свои собственные. Гуано морских птиц помогает поддерживать популяции беспозвоночных, на которых туатара в основном охотится; включая жуков , сверчков , пауков , дождевых червей , и улиток. [82] Их рацион также состоит из лягушек, ящериц , а также птичьих яиц и птенцов . [ 42] Молодых туатару также иногда каннибализуют. [82] Рацион туатары меняется в зависимости от сезона, и в основном они потребляют только волшебных прионов и их яйца летом. [83] В полной темноте не было замечено никаких попыток кормления [84] , а самая низкая интенсивность света, при которой была замечена попытка схватить жука, была ниже 0,0125 люкс . [85] Яйца и детеныши морских птиц, которые сезонно доступны в качестве пищи для туатары, могут обеспечить полезные жирные кислоты . [24] Туатара обоих полов защищают территорию и будут угрожать и в конечном итоге кусать нарушителей. Укус может нанести серьезную травму. [86] Туатара укусит, когда к ней приблизится, и не отпустит легко. [87] Самки туатары редко проявляют родительское поведение, охраняя гнезда на островах с высокой популяцией грызунов. [88]
На туатарах паразитирует клещ туатара ( Archaeocroton sphenodonti ), который напрямую зависит от туатар. [89] Эти клещи, как правило, чаще встречаются на крупных самцах, поскольку у них более обширные территории обитания, чем у более мелких и самок туатара, и они больше взаимодействуют с другими туатара в территориальных демонстрациях. [90]
Туатары размножаются очень медленно, достигая половой зрелости за 10–20 лет. [91] Хотя их скорость размножения медленная, у туатары самая быстрая в движении сперма в два-четыре раза по сравнению со всеми ранее изученными рептилиями. [92] Спаривание происходит в середине лета; самки спариваются и откладывают яйца раз в четыре года. [93] Во время ухаживания самец темнеет, поднимает гребни и направляется к самке. Он медленно ходит кругами вокруг самки с напряженными ногами. Самка либо позволяет самцу сесть на нее, либо уходит в свою нору. [94] У самцов нет пениса; у них есть рудиментарные гемипены ; это означает, что интромитентные органы используются для доставки спермы самке во время совокупления. Они размножаются, когда самец поднимает хвост самки и помещает свое отверстие над ее хвостом. Этот процесс иногда называют «клоакальным поцелуем». Затем сперма переносится в самку, что очень похоже на процесс спаривания у птиц. [95] Наряду с птицами, туатара является одним из немногих представителей амниот, утративших родовой пенис. [96]
Яйца туатары имеют мягкую, похожую на пергамент скорлупу толщиной 0,2 мм, которая состоит из кристаллов кальцита, встроенных в матрицу волокнистых слоев. [97] Самкам требуется от одного до трех лет, чтобы обеспечить яйца желтком, и до семи месяцев, чтобы сформировать скорлупу. Затем от спаривания до вылупления проходит от 12 до 15 месяцев. Это означает, что размножение происходит с интервалом в два-пять лет, что является самым медленным среди всех рептилий. [24] Выживаемость эмбрионов также была связана с большей успешностью во влажных условиях. [98] Известно, что дикие туатары все еще размножаются примерно в 60-летнем возрасте; «Генри», самец туатары в Музее Саутленда в Инверкаргилле , Новая Зеландия, стал отцом (возможно, впервые) 23 января 2009 года в возрасте 111 лет от 80-летней самки. [75] [76] [74]
Пол детеныша зависит от температуры яйца, причем из более теплых яиц, как правило, вылупляются самцы туатары, а из более холодных — самки. Яйца, инкубированные при 21 °C (70 °F), имеют равные шансы быть самцами или самками. Однако при 22 °C (72 °F) 80% из них, скорее всего, будут самцами, а при 20 °C (68 °F) 80% — самками; при 18 °C (64 °F) все вылупившиеся детеныши будут самками. [9] Некоторые данные указывают на то, что определение пола у туатары определяется как генетическими, так и экологическими факторами. [99]
У туатары, вероятно, самые медленные темпы роста среди всех рептилий, [24] продолжая расти в течение первых 35 лет своей жизни. [9] Средняя продолжительность жизни составляет около 60 лет, но они могут жить намного дольше 100 лет; [9] туатара может быть рептилией со второй по продолжительности жизни после черепах. [ требуется ссылка ] Некоторые эксперты полагают, что туатара в неволе может жить до 200 лет. [100] Это может быть связано с генами, которые обеспечивают защиту от активных форм кислорода. [ требуется дополнительное объяснение ] Геном туатары содержит 26 генов, кодирующих селенопротеины , и 4 гена тРНК , специфичных для селеноцистеина . У людей селенопротеины выполняют функцию антиоксиданта, окислительно-восстановительной регуляции и синтеза гормонов щитовидной железы. Это не полностью продемонстрировано, но эти гены могут быть связаны с долголетием этого животного или могли возникнуть в результате низкого уровня селена и других микроэлементов в наземных системах Новой Зеландии. [62]
Наиболее распространенным элементом LINE у гаттерии является L2 (10%). Большинство из них перемежаются и могут оставаться активными. Самый длинный обнаруженный элемент L2 имеет длину 4 кб, и 83% последовательностей имели полностью неповрежденную ORF2p. Элемент CR1 является вторым по частоте повторений (4%). Филогенетический анализ показывает, что эти последовательности сильно отличаются от тех, которые обнаружены у других близлежащих видов, таких как ящерицы. Наконец, менее 1% являются элементами, принадлежащими L1, низкий процент, поскольку эти элементы, как правило, преобладают у плацентарных млекопитающих. [62] Обычно преобладающими элементами LINE являются CR1, в отличие от того, что было замечено у гаттерии. Это говорит о том, что, возможно, повторы генома завропсидов сильно отличались от повторов генома млекопитающих, птиц и ящериц. [62]
Известно, что гены главного комплекса гистосовместимости (MHC) играют роль в устойчивости к болезням, выборе партнера и распознавании родственников у различных видов позвоночных. Среди известных геномов позвоночных MHC считаются одними из самых полиморфных. [101] [102] У туатары идентифицировано 56 генов MHC; некоторые из них похожи на MHC амфибий и млекопитающих. Большинство MHC, которые были аннотированы в геноме туатары, высококонсервативны, однако в отдаленных линиях лепидозавров наблюдается большая геномная перестройка. [62]
Многие из проанализированных элементов присутствуют во всех амниотах , большинство из них представляют собой вкрапленные повторы млекопитающих или MIR, в частности, разнообразие подсемейств MIR является самым высоким из изученных до сих пор у амниот. Также были идентифицированы 16 семейств SINE , которые недавно были активны. [62]
У туатары есть 24 уникальных семейства ДНК-транспозонов , и по крайней мере 30 подсемейств были недавно активны. Это разнообразие больше, чем то, что было обнаружено у других амниот, и, кроме того, были проанализированы тысячи идентичных копий этих транспозонов, что наводит исследователей на мысль о недавней активности. [62]
Геном является вторым по величине среди известных рептилий. Только геном греческой черепахи больше. [103] Было идентифицировано около 7500 LTR , включая 450 эндогенных ретровирусов (ERV). Исследования других Sauropsida выявили похожее число, но, тем не менее, в геноме туатары была обнаружена очень старая клада ретровируса, известная как Spumavirus . [62]
В геноме туатары было идентифицировано более 8000 некодирующих РНК -связанных элементов, из которых подавляющее большинство, около 6900, получены из недавно активных мобильных элементов . Остальные связаны с рибосомной, сплайсосомной и РНК-частицей распознавания сигнала . [62]
Митохондриальный геном рода Sphenodon имеет размер приблизительно 18 000 п.н. и состоит из 13 генов, кодирующих белки, 2 генов рибосомальной РНК и 22 генов транспортной РНК . [62]
Метилирование ДНК является очень распространенной модификацией у животных, и распределение участков CpG в геномах влияет на это метилирование. В частности, было обнаружено, что 81% этих участков CpG метилированы в геноме туатары. Недавние публикации предполагают, что этот высокий уровень метилирования может быть обусловлен количеством повторяющихся элементов, которые существуют в геноме этого животного. Эта картина ближе к тому, что происходит в таких организмах, как данио-рерио, около 78%, тогда как у людей это всего лишь 70%. [62]
Туатара находится под абсолютной защитой в соответствии с Законом Новой Зеландии о дикой природе 1953 года . [104] Вид также включен в Приложение I Конвенции о международной торговле видами, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС), что означает, что коммерческая международная торговля образцами из дикой природы запрещена, а вся другая международная торговля (включая части и производные) регулируется системой разрешений СИТЕС. [105]
Туатара когда-то была широко распространена на главных островах Новой Зеландии — Северном и Южном, где в песчаных дюнах, пещерах и маорийских отходах были обнаружены субфоссильные останки . [106] Уничтоженные с главных островов до появления европейских поселений, они долгое время обитали на 32 прибрежных островах, свободных от млекопитающих. [19] До островов трудно добраться, [107] и они заселены немногими видами животных, что указывает на то, что некоторые животные, отсутствующие на этих островах, могли стать причиной исчезновения туатары с материка. Однако киоре (полинезийские крысы) недавно обосновались на нескольких островах, и туатара сохранялась, но не размножалась на этих островах. [108] [109] Кроме того, туатара была гораздо реже на островах, населенных крысами. [109] До проведения работ по сохранению популяции 25% отдельных популяций туатары вымерли в прошлом столетии. [5]
Недавнее обнаружение детеныша туатары на материке свидетельствует о том, что попытки восстановить размножающуюся популяцию на материковой части Новой Зеландии имели определенный успех. [110] Общая численность популяции туатары оценивается в пределах от 60 000 [24] до 100 000 особей. [111]
У туатары пол определяется температурой, что означает, что температура яйца определяет пол животного. Для туатары более низкие температуры инкубации яиц приводят к появлению самок, а более высокие температуры — к появлению самцов. Поскольку глобальные температуры растут, изменение климата может искажать соотношение самцов и самок у туатары. Текущие решения этой потенциальной будущей угрозы — выборочное удаление взрослых особей и инкубация яиц. [112] [113]
Туатара были вывезены с островов Стэнли , Ред-Меркурий и Кювье в 1990 и 1991 годах и содержались в неволе, чтобы позволить полинезийским крысам быть искорененными на этих островах. Все три популяции размножались в неволе, и после успешного искоренения крыс все особи, включая новых молодых особей, были возвращены на их острова происхождения. В сезоне 1991–92 годов было обнаружено, что на острове Литл-Барриер обитало всего восемь туатар, которые были взяты в неволю in situ , где самки произвели 42 яйца, которые инкубировались в Университете Виктории. Полученное потомство впоследствии содержалось в вольере на острове, а затем выпущено в дикую природу в 2006 году после того, как там были искоренены крысы. [114]
На островах Хен и Чикен полинезийские крысы были уничтожены на Ватупуке в 1993 году, на острове Леди Элис в 1994 году и на острове Коппермайн в 1997 году. После этой программы молодые особи снова были замечены на последних трех островах. Напротив, крысы продолжают существовать на острове Хен той же группы, и по состоянию на 2001 год там не было замечено ни одной молодой туатары. На островах Олдерман , на острове Мидл-Чейн туатары нет, но считается, что крысы могут плавать между Мидл-Чейном и другими островами, где они есть, и крысы были уничтожены в 1992 году, чтобы предотвратить это. [6] Еще одно уничтожение грызунов было проведено на островах Рангитото к востоку от острова Д'Юрвиль , чтобы подготовиться к выпуску 432 молодых гаттерий пролива Кука в 2004 году, которые с 2001 года выращивались в Университете Виктории. [6]
Sphenodon punctatus guntheri в природе присутствует на одном небольшом острове с популяцией около 400 особей. В 1995 году 50 молодых и 18 взрослых гаттерий острова Бразерс были перемещены на остров Тити в проливе Кука , и за их размещением следили. Два года спустя более половины животных были замечены снова, и из них все, кроме одного, набрали вес. В 1998 году 34 молодых особи, выращенных в неволе, и 20 взрослых особей, выловленных в дикой природе, были аналогичным образом перемещены на остров Матиу/Сомс , более общедоступное место в гавани Веллингтона. Пленные молодые особи были получены в результате индуцированных кладок диких самок. [6]
В конце октября 2007 года 50 туатаров, собранных в виде яиц с острова Норт-Бротер и вылупившихся в Университете Виктории, были выпущены на Лонг-Айленд во внешнем заливе Мальборо . За животными ухаживали в зоопарке Веллингтона в течение предыдущих пяти лет, и их держали в тайне в специально построенном вольере в зоопарке, не выставляя напоказ. [115]
Существует еще одна популяция туатары острова Бразерс, привезенная из-за границы, которая была передана Зоологическому обществу Сан-Диего и размещена вне экспозиции в зоопарке Сан-Диего в Бальбоа. [116] Пока не сообщалось об успешных попытках размножения.
S. punctatus punctatus в природе встречается на 29 островах, и его популяция оценивается в более чем 60 000 особей. [24] В 1996 году 32 взрослых северных туатары были перевезены с острова Моутоки на Моутохору . Вместимость Моутохоры оценивается в 8 500 особей, и остров мог бы позволить публике наблюдать за дикими туатарами. [6] В 2003 году 60 северных туатаров были завезены на остров Тиритири Матанги с острова Мидл в группе Меркурий . Иногда посетители острова видят их загорающими. [117] [118]
Выпуск Sp punctatus на материк произошел в 2005 году в тщательно огороженном и контролируемом заповеднике Карори . [20] Второй выпуск на материк состоялся в октябре 2007 года, когда еще 130 особей были перевезены с острова Стивенс в заповедник Карори. [119] В начале 2009 года было обнаружено первое зарегистрированное потомство, рожденное в дикой природе. [120]
Считается, что первое успешное разведение туатары в неволе было осуществлено сэром Алджерноном Томасом либо в его университетском офисе или резиденции на Саймондс-стрит в конце 1880-х годов, либо в его новом доме, Тревитиеле, в Маунт-Эдене в начале 1890-х годов. [ необходима ссылка ]
Несколько программ по разведению туатары действуют в Новой Зеландии. Музей и художественная галерея Саутленда в Инверкаргилле были первым учреждением, которое имело программу по разведению туатары; начиная с 1986 года они разводили S. punctatus и в последнее время сосредоточились на S. guntheri . [121]
Гамильтонский зоопарк , зоопарк Окленда и зоопарк Веллингтона также разводят туатару для выпуска на волю. В 1990-х годах в зоопарке Окленда было обнаружено, что у туатары определение пола зависит от температуры . Университет Виктории в Веллингтоне поддерживает исследовательскую программу по разведению туатары в неволе, а Национальный центр дикой природы Пукаха/Маунт-Брюс содержит пару и молодую особь. [ необходима ссылка ]
У WildNZ Trust есть вольер для разведения туатары в Руаваи . Одна примечательная история успешного разведения в неволе произошла в январе 2009 года, когда вылупились все 11 яиц, принадлежащих 110-летней туатаре Генри и 80-летней туатаре Милдред. Эта история особенно примечательна, поскольку Генри потребовалась операция по удалению раковой опухоли для успешного разведения. [100]
В январе 2016 года Честерский зоопарк , Англия, объявил, что им впервые удалось развести туатару в неволе за пределами ее родины. [122]
Туатара фигурируют в ряде местных легенд и считаются арики (божественными формами). Туатара считаются посланниками Виро , бога смерти и бедствий, и женщинам маори запрещено есть их. [123] Туатара также обозначают тапу (границы того, что священно и ограничено), [124] за которыми находится мана , что означает, что могут быть серьезные последствия, если эта граница будет нарушена. [124] Женщины маори иногда делают татуировки с изображениями ящериц, некоторые из которых могут представлять туатару, около своих гениталий. [124] Сегодня туатара считается таонгой ( особым сокровищем), а также рассматривается как кайтиаки (хранитель) знаний. [125] [126]
Изображение туатары было изображено на одной из сторон новозеландской пятицентовой монеты , выпуск которой был прекращен в октябре 2006 года. «Туатара» также было названием журнала Биологического общества Викторианского университетского колледжа, а затем Викторианского университета в Веллингтоне , который издавался с 1947 по 1993 год. В настоящее время он оцифрован Новозеландским электронным текстовым центром , также в Виктории. [127]
{{cite web}}
: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )