Морские черепахи — поворот направо, поворот налево?
Морские черепахи являются менее выраженными правшами и левшами, чем их наземные сородичи. Адаптация к жизни в воде, в частности, постоянная необходимость синхронно двигать ластами, лишила морских черепах способности к асимметричным рефлексам — к такому выводу пришел доцент СПбГУ Егор Малашичев. Результаты исследования биолога описаны в статье, опубликованной в научном журнале Physiology & Behavior.
Известно, что сухопутные и пресноводные черепахи при ходьбе и плавании используют так называемый диагональный шаг — одновременное движение конечностей, находящихся по диагонали друг от друга. А вот морские — синхронную локомоцию (одновременное движение только передними ластами или всеми четырьмя конечностями сразу). Изучая представителей класса земноводных — жаб, которые передвигаются диагональным шагом, и лягушек, при прыжках отталкивающихся обеими задними лапами, — доцент СПбГУ Егор Малашичев предположил, что у черепах двигательный процесс устроен также. То есть моторная асимметрия выражена лишь у тех видов, которые используют диагональный шаг.
В феврале 2015 года Егор Малашичев провел исследование на острове Шри-Ланка. В основу эксперимента лег рефлекс переворота из положения на спине — у позвоночных животных именно он позволяет легко протестировать моторную асимметрию, зафиксировав, через какой бок особь предпочитает переворачиваться. У бесхвостых амфибий эти односторонние предпочтения также напрямую связаны со степенью использования конечностей во время движения в воде или на суше.
Гипотезу о связи функциональной асимметрии и способа локомоции биолог протестировал на двух видах морских черепах: зеленой суповой черепахе (Chelonia mydas) и оливковой черепахе Ридли (Lepidochelys olivacea). Участниками эксперимента стали 100 особей — по 50 представителей каждого вида. Ученый фиксировал, через правый или левый бок будет поворачиваться черепаха, перевернутая на спину, стремясь вернуться в нормальное положение.
В этих тестах испытуемые демонстрировали индивидуальные и групповые предпочтения как в выборе стороны переворота, так и в использовании конечностей. Вид с наиболее «синхронной» локомоцией (зеленая суповая черепаха) оказался более симметричен в рефлексе переворота, то есть число особей, которые при перевороте предпочитали ту или иную сторону, было невелико. В свою очередь более «асинхронный» вид (оливковая черепаха Ридли) проявил себя и более асимметричным, с большей долей латерализованных особей и меньшей долей тех, у кого нет определенных предпочтений в выборе правой или левой конечности.
Морские черепахи обладают, как минимум, индивидуальной латерализацией переворотов. При этом наблюдается и явный популяционный тренд — использование для отталкивания от поверхности именно правой передней лапы. Таким образом, черепахи, которые раньше с этой точки зрения фактически не были изучены, продемонстрировали тот же принцип, что уже был обнаружен у амфибий — жаб и лягушек. Это может быть свидетельством общего физиологического механизма, связывающего асинхронное передвижение и асимметричные нервные (спинномозговые) рефлексы.
Доцент СПбГУ Егор Малашичев
Биолог отметил, что эти наблюдения, по всей вероятности, можно распространить на всех позвоночных, предположив, что небольшой уровень асимметрии характерен для всех четвероногих животных. А у тех видов, которые встали на задние конечности (в том числе, у человека), она увеличилась за счет новых функций передних конечностей, возможно, связанных с асимметрией в других нервных механизмах.
В дальнейшем Егор Малашичев планирует изучить близкородственные виды пресноводных черепах, различающиеся способами передвижения. Результаты тестов на рефлекс переворота позволят установить скорость подобных эволюционных изменений: зная, как давно виды разошлись в эволюции, можно будет выяснить, какого времени достаточно, чтобы синхронное передвижение отразилось на асимметрии рефлексов.
Ранее ученый исследовал проявления латерализации не только у земноводных, но и у млекопитающих, доказав вместе со своими коллегами из СПбГУ Андреем Гилёвым и Кариной Карениной, что истинная «рукость» свойственна не одним лишь представителям отряда приматов (см. Левши и кенгуру — родственные души). Изучение латерализации функций передних конечностей у кенгуру позволило ученым понять причины возникновения ярко выраженной асимметрии в использовании конечностей, свойственной, например, человеку. Эксперты СПбГУ выяснили, что, скорее всего, ключевую роль в этом процессе сыграла вертикальная постановка тела, бипедализм и освобождение передних конечностей для манипуляций с предметами.