Также как ящерицы, змеи и крокодилы черепахи являются рептилиями. Тем не менее, у черепах есть позвоночник как у млекопитающих, амфибий, птиц и рыб, и они относятся еще и к «позвоночным». Это – рептилия класса хордовых. Кроме четырех конечностей, головы и хвоста у нее есть панцирь, где находятся внутренние органы черепахи и часть скелета. Нижняя часть панциря носит название пластрон, а верхняя – карапакс. Черепахи относятся к пойкилотермным (хладнокровным) созданиям, то есть самостоятельно температуру тела регулировать не способны и зависят от температуры окружающей среды.
Есть два подотряда черепах, и их представители значительно отличаются.
- Cryptodira: Шея и практически вся голова прячется под карапаксом в вертикальной плоскости и может полностью закрываться передними лапами. На шейных позвонках почти нет боковых отростков, а кости таза не сращены с пластроном.
- Pleurodira: Голова и шея втягиваются в горизонтальной плоскости. У шейных позвонков есть отростки, а кости таза сращены с пластроном.
Голова
Голова на подвижной длинной шее, как правило, втягивается под панцирь частично или полностью, может также укладываться на бок под панцирем. На крышке черепной коробки отсутствуют височные ям и скуловые дуги – анапсидный тип. Крупные глазницы делятся по средней линии перегородкой. Сзади в крышке черепа имеется ушная вырезка.
Головной мозг представляет:
передний мозг,- средний мозг,
- промежуточный мозг,
- продолговатый мозг,
- мозжечок.
Передний мозг имеет 2 больших полушария вытянутой формы и отходящие обонятельные доли. У полушарий расширенный передний конец. Обонятельные луковицы прилегают к передним концам.
Промежуточный мозг закрывает спереди передний мозг, а сзади – средний. Теменной орган, находящийся в нем, играет роль регистрирующего рецептора сезонных изменений светового потока. Парафиза и теменного глаза у черепах нет.
Прозрачный уплотненный передний отдел теменного органа похож на хрусталик глаза. В его бокаловидной части находятся чувствующие и пигментные клетки. В нижней части промежуточного мозга находится воронка с примыкающим к ней гипофизом. Внизу находятся зрительные нервы.
В среднем мозге расположены две зрительные доли, они сравнительно небольшие и открыты почти целиком. Мозжечок выглядит как полукруглая складка, прикрывающая переднюю часть продолговатого мозга, отвечающего за безусловно-рефлекторною двигательную активность и главные вегетативные функции – кровообращение, дыхание, пищеварение и проч. Он – продолжение спинного мозга, имеющего типичное строение.
Поскольку мозжечок рептилий большой, они отличаются хорошей координацией движений. В ротовой полости крупный мясистый язык.
Черепаший головной мозг развит слабо, а его вес – меньше 1/1000 веса туловища. Так, например, мозг 40-килограммовой черепахи весит всего 3 г. А вот толстый спинной мозг весит много.
Черепахи имеют 11 пар черепно-мозговых нервов, 12-й парой являются подъязычные нервы.
Щитки на голове морской и сухопутной черепахи
Данные рептилии имеют такие щитки на голове:
- носовой,
- предлобный,
надглазничный,- теменной,
- околоушной,
- жевательный,
- межносовой,
- лобный,
- синципитальный,
- межзатылочный,
- затылочный,
- тимпанический.
Черепные кости болотной черепахи
- основная затылочная,
- основная клиновидная,
- хоаны,
- затылочный мыщелок,
- боковая затылочная,
- лобная,
- скуловая,
- верхнечелюстная,
- заднеушная,
- небная,
- теменная,
- предлобная,
- заглазничная,
- предчелюстная,
переднеушная,- крыловидная,
- квадратная,
- квадратно-скуловая,
- верхнезатылочная,
- чешуйчатая.
Кожа
Черепашья кожа имеет два основных слоев: дерму и эпидермис. Эпидермис покрывает все тело и панцирь. Линька у черепах происходит постепенно, и замена эпидермиса идет по мере износа. Под старым роговым слоем образуется новый. Между ними проходит лимфа и выпотевают фибриноподобные белки. Далее протекают литические процессы, что ведет к появлению полости между новым и старым роговым слоем и разделению их.
У сухопутных черепах линяет лишь кожа. Щитки панциря и крупные щитки на лапах и голове линять не должны. У молодых пресноводных рептилий кожа не линяет почти, но могут заменяться щитки панциря. С эпидермисом связано образование крупных кожаных чехлов, чешуи, пластин панциря, когтей и рамфотек (роговых чехлов челюстей).
Эпидермис подразделяется на:
- кутикулярный,
- бета-каротиновый,
- альфа-кератиновый,
- зернистый,
- герминативный.
Дерма делится на губчатую и компактную.
В черепашьей коже практически отсутствуют железы, она эластичная, сухая и прочная. Имеет склонность к вворачиванию по краям разреза. Когда черепаха находится на суше, ее кожный покров практически полностью блокирует испарение влаги, но легко пропускает внутрь теплую воду, если черепаха находится в ней. Данный механизм помогает рептилиям поддерживать водный баланс.
Клюв и когти (рамфотеки)
Черепаший клюв образуют клетки эпидермиса. При нарушении процесса роста эпителиальных клеток нарушается также рост рамфотек. Из-за этого изменяется прикус, а в тяжелом случае черепаха может даже погибнуть. Если сухопутная черепаха ест лишь мягкую пищу, клюв ее не стачивается и продолжает расти. Через время он мешает рептилии нормально питаться.
В челюстях черепахи отсутствуют зубы, имеют острые роговые края. У этих краев довольно острое внешнее лезвие. Мускулы челюстей очень развиты – черепаха легко может откусить кусок даже плотной растительной ткани, ловко хватает подвижную добычу.
На передних лапах расположены мощные когти, которыми рептилия придерживает растения, держит и разрывает пойманных животных.
За формирование когтей отвечает эпидермис. Как правило, когтей столько же, сколько и пальцев. Большинства черепах имеют по 5 когтей на передних лапах и по 4 – на задних (Pelomedusa subrufa имеет пять). У некоторых видов число когтей может быть меньшим. Среднеазиатская черепаха имеет по четыре когтя на лапах. Строение черепашьего когтя типичное для позвоночных.
Представители некоторых видов имеют длинные когти на передних или задних лапах. Если когти увеличены на всех четырех лапах, значит, имеет место патологическое разрастание.
Строение скелета
Осевой скелет черепахи, то есть позвоночник, состоит из таких отделов:
- шейный,
- грудной,
- поясничный,
- крестцовый,
- хвостовой.
В шейном отделе насчитывается 8 позвонков, два передних позвонка образуют подвижный сустав. Туловищный отдел – до 10 позвонков – верхними дугами прирастают к карапаксу.
Несколько первых длинных позвонков крепятся к грудине, образуя грудную клетку.
У позвонков крестцовых имеются широкие поперечные отростки, к которым крепится таз.
Число хвостовых позвонков может доходить до 33. Их размер постепенно уменьшается, отростки утрачиваются, превращаясь в небольшие и весьма гладкие кости. Подвижность хвостового отдела очень высокая.
Особенностью строения черепахи является и то, что по сравнению с черепом земноводных ее череп окостеневает почти целиком и состоит из большего числа костей. В нем два отдела: висцеральный и мозговой.
Скелет поясов конечностей. В грудной клетке расположен плечевой пояс, в котором три очень вытянутых костных лучей. Лопатка палкообразной формы занимает почти вертикальное положение и прикреплена к карапаксу связкой на участке поперечных отростков I грудного позвонка.
Тазовый пояс плотно соединяется с позвоночником, а через позвоночник – карапаксом. Подвздошные кости занимают строго вертикальное положение, а седалищные и лобковые – горизонтальное. Друг с другом кости сливаются по средней линии таким образом, что нижняя часть таза имеет два отверстия.
Скелет конечностей черепах вполне типичен для позвоночных, но трубчатые кости (особенно бедренные и плечевые) заметно укорочены, уменьшено число костей запястья, плюсны, предплюсны и фаланг пальцев. Более всего изменения заметны у сухопутных черепах, потому что они ходят на пальцах и свободными остаются лишь когти.
Скелет черепахи болотной включает:
- акромиальный отросток,
- ключичный элемент,
- реберные элементы,
- коракоид,
нагрудинный элемент,- лобково-седалищное отверстие,
- подвздошную кость,
- седалищную кость,
- краевые элементы,
- невральные элементы,
- шейные элементы,
- лобковую кость,
- хвостовой элемент,
- лопатку.
Панцирь
Строение панциря обеспечивает черепахе пассивную защиту. Именно благодаря панцирю мы сразу отличаем черепаху от другого животного. Кроме того, что этот «щит» оберегает рептилию от ранений, он также додает прочности скелету черепахи. Панцирь выдерживает вес в 200 раз больший веса черепахи, которой он принадлежит.
Состоит этот элемент из щита – карапакса, и брюшного – пластрона. У большинства рептилий 38 роговых щитков покрывает карапакс, а 16 – пластрон.
Карапакс состоит из костных пластинок, с которыми сращены ребра и отростки позвонков. В нем всего около 50 костей. Пластинки пластрона образовываются из ключиц и брюшных ребер. Оба щита подвижно соединены сухожильной связкой или накрепко сращены костной перемычкой.
У большинства черепах панцирь покрывают симметричные роговые щитки. Швы между щитками и пластинками не совпадают. Такое строение обеспечивает панцирю особую прочность. Спереди и сзади на панцире есть отверстия, через которые черепаха высовывает лапы. У некоторых видов подвижные части панциря могут закрывать оба отверстия в случае опасности.
Форму панциря определяет образ жизни рептилии и среда обитания. У наземных видов панцирь высокий, куполообразный и нередко бугорчатый, у пресноводных – низкий, гладкий и уплощенный. У морских черепах панцирь имеет каплевидную, обтекаемую форму. Панцирь может быть массивным, низким, легким, узким, миниатюрным, седловидным.
Щитки панциря
Карапакс:
- загривковый,
- краевые шейные,
- периферийные,
позвоночный (дорсальный, центральный),- краевые боковые,
- реберный (латеральный),
- надхвостный (каудальный, анальный),
- подвижное сочленение.
Пластрон:
- межгорловой,
- горловой,
- плечевой,
- подмышечный,
- грудной,
- брюшной,
- бедренный,
- заднепроходной (анальный),
- паховый,
- подвижные сочленения.
Скелет карапакса и пластрона:
- затылочная (шейная) пластинка,
- проневральная пластинка,
- невральная пластинка,
- надхвостная (метаневральная) пластинка,
- хвостовая (крестцовая) пластинка,
- краевые пластинки,
- предсердная пластинка,
- реберные пластинки,
- энтопластрон,
- эпипластрон,
- гиопластрон,
- мезопластрон,
- гипопластрон,
- ксифипластрон,
- препластрон,
- гиопластрон.
У молодых животных между костными пластинами есть лакуны (широкие просветы). В первые год-два жизни эти пластины быстро растут в направлении друг к другу, а между ними появляются зигзагообразные швы. Затем рост резко замедляется и смещается к периферии пластин. У ряда рептилий в местах соединения пластин развиваются хрящи и формируется полуподвижное соединение. У видов Cuora и Terrapene пластрон может замыкаться спереди и сзади – по краям средних пластин пластрона. У Pyxis arachnoides и Kinosternon пластрон замыкается лишь в передней части. У Kinixis может замыкаться задний отдел карапакса.
Черепаший панцирь – костное образование, которое только снаружи покрыто роговыми пластинами. Пластины панциря структурой напоминают большой роговой щиток. У всех щитков есть своя зона роста, а растут они всю жизнь.