Млекопитающие немного странные, когда дело доходит до костей. Вместо костяных пластин и чешуи крокодилов, черепах, ящериц, динозавров и рыб млекопитающие давным-давно обменяли свои доспехи предков на слой изолирующих волос. Броненосцы с их защитным и гибким панцирем из черепичной кости считаются единственным живым исключением.

Но новое исследование, опубликованное в журнале iScience, неожиданно показало, что африканские колючие мыши производят те же самые структуры под кожей их хвостов, которые до сих пор оставались незамеченными. Открытие было сделано во время обычного КТ-сканирования музейных образцов для программы openVertebrate, инициативы по предоставлению 3D-моделей позвоночных организмов для исследователей, преподавателей и художников.

«Я сканировал образец мыши из Йельского музея Пибоди, и хвосты выглядели аномально темными», — сказал соавтор Эдвард Стэнли, директор лаборатории цифровых изображений Флоридского музея естественной истории.

Первоначально он предположил, что обесцвечивание было вызвано дефектом, появившимся во время консервации образца. Но когда он проанализировал рентгеновские снимки несколько дней спустя, Стэнли заметил безошибочную особенность, с которой он был близко знаком.

«Вся моя докторская диссертация была посвящена развитию остеодермы у ящериц. После того, как сканирование образцов было обработано, хвост был очень четко покрыт остеодермой».

Остеодермы колючих мышей наблюдались по крайней мере однажды и были отмечены немецким биологом Йохеном Нитхаммером, который сравнил их архитектуру со средневековой каменной кладкой в статье, опубликованной в 1975 году. первоначальные наблюдения, и в течение нескольких десятилетий на группу почти не обращали внимания, пока ученые не обнаружили еще одну, казалось бы, не связанную с ней особенность колючих мышей.

Исследование, проведенное в 2012 году, продемонстрировало, что иглистые мыши могут полностью регенерировать поврежденную ткань без рубцевания, что характерно для рептилий и беспозвоночных, но ранее было неизвестно для млекопитающих. Их кожа также особенно хрупкая, разрывая примерно одну четвертую силы, необходимой для повреждения кожи обычной мыши. Но колючие мыши выздоравливают в два раза быстрее, чем их сородичи.

Исследователи, надеющиеся найти модель регенерации тканей человека, начали картировать генетические пути, которые наделяют колючих мышей их необычайной способностью к исцелению. У одного из таких исследователей, Малкольма Мадена, так уж получилось, что лаборатория находилась в здании напротив офиса Стэнли.

«Колючие мыши могут регенерировать кожу, мышцы, нервы, спинной мозг и, возможно, даже сердечную ткань, поэтому мы поддерживаем колонию этих редких существ для исследований», — сказал Маден, профессор биологии из Университета Флориды и ведущий автор исследования.

Маден и его коллеги проанализировали развитие остеодермы шиповатых мышей, подтвердив, что они на самом деле были похожи на остеодермы броненосцев, но, скорее всего, развивались независимо. Остеодермы также отличаются от чешуи панголинов или игл ежей и дикобразов, которые состоят из кератина, той же ткани, из которой состоят волосы, кожа и ногти.

Существует четыре рода колючих мышей, принадлежащих к подсемейству Deomyinae. Однако, помимо сходства их ДНК и, возможно, формы зубов, ученым не удалось найти ни одной общей черты, характерной для видов этой группы, которая отличала бы их от других грызунов.

Стэнли, подозревая, что их различия могут быть поверхностными, отсканировал дополнительные музейные экземпляры всех четырех родов. В каждой из них он обнаружил колючие мышиные хвосты, покрытые одной и той же костной оболочкой. У ближайших родственников Deomyinae — песчанок — отсутствовали остеодермы, а это означает, что эта черта, вероятно, развилась только однажды, у предка бывших разрозненных колючих мышей.

Повсеместное распространение остеодерм в группе указывает на то, что они выполняют важную защитную функцию. Однако не сразу было понятно, что это за функция, из-за еще одного специфического свойства колючих мышей: их хвосты нехарактерно отсоединяются. Потеря хвоста настолько распространена у некоторых видов колючих мышей, что почти половина особей данной популяции не имеет хвоста в дикой природе.

«Это была настоящая головная боль, — сказал Стэнли. «Колючие мыши, как известно, способны снимать перчатки с хвоста, что означает, что внешний слой кожи отрывается, оставляя после себя мышцы и кости. Люди часто отгрызают остаток хвоста, когда это происходит».

Несмотря на способность к регенерации, отбрасывание хвоста — это трюк, который колючие мыши могут проделать только один раз. В отличие от некоторых ящериц, у них не отрастает хвост, и не каждая часть хвоста легко отделяется.

Чтобы выяснить, почему грызуны, которые кажутся двойственными в отношении того, чтобы держать свои хвосты, сталкиваются с трудностями, прикрывая их панцирем, авторы обратились к группе таких же странных гекконов с Мадагаскара. У большинства гекконов нет остеодермы, но, как следует из их названия, гекконы-рыбки покрыты тонкими перекрывающимися пластинами, и, как и колючие мыши, у них невероятно хрупкая кожа, которая сбрасывается при малейшей провокации.

По словам Стэнли, остеодермы у гекконов-рыб и иглых мышей, возможно, функционируют как своего рода механизм побега.

«Если хищник укусит хвост, броня может помешать зубам погрузиться в ткани под ним, которые не отделяются», — сказал он. Внешняя кожа и ее дополнение из костяного покрытия отрываются от хвоста при нападении, позволяя мыши быстро убежать.

https://phys.org/news/2023-05-spiny-mice-bone-plated-tails.html