На первый взгляд, землеройки кажутся очень хрупкими созданиями. Но у них есть суперспособности, которые прячутся за пушистым мехом: их позвоночники не похожи на позвоночники других млекопитающих — их позвонки способны выдерживать невероятные нагрузки на сжатие.
Трехмерный анализ структуры костей позвоночника землероек Scutisorex somereni, обитающих в Демократической республике Конго, показал, что они имеют высокую плотность и некоторое подобие ребер жестокости, придающие дополнительную прочность. В результате взрослый человек может наступить на животное, не причинив ему никакого вреда. Поэтому животное назвали также угандской белозубкой-броненоской.
Морфолог позвоночных Стефани Смит из Полевого музея естественной истории Чикаго сравнил скелет землероек Scutisorex somereni со скелетом землероек-голиафов. У белозубки-броненоски позвонки больше и шире, а их губчатая структура укреплена стержнеобразными структурами, которые делают губчатую кость очень прочной. Они ориентированы в направлении от головы к хвосту. При этом мышцы могут сжать позвоночник и зафиксировать его позвонки. «Это делает позвоночник похожим на единый кусок кости», — говорит Смит.
Эволюция угандской белозубки-броненоски непонятна, так как животных сложно обнаружить и наблюдать в дикой природе, да и подобного строения позвоночника нет ни у одного млекопитающего на Земле. Смит полагает, что столь прочные позвоночники помогают землеройкам протискиваться в узких местах, но такого поведения у них никогда не наблюдалось.
«Мы подозревали, что землеройки делают что-то заставляющее их спины испытывать большие сжимающие нагрузки, — говорит биолог-эволюционист Катрина Джонс из Гарвардского университета. — Это [исследование] является важным шагом в понимании данной адаптации, учитывая, что наблюдение за их поведением в условиях дикой природы оказалось очень сложным».
И вот недавно Райнер Хуттерер и его коллеги из Боннского зоологического музея обнаружили в лесах Конго нового родственника угандской белозубки-броненоски, который получил название Scutisorex thori — очевидно, с намёком на могучего скандинавского бога Тора. Строение черепа и позвоночника этой землеройки показывает, что она стоит на промежуточной ступени эволюции от «обычных» землероек к угандской белозубке-броненоске. Возможно, эта находка, наконец, позволит объяснить загадку «суперсилы» её позвоночника.
Немецкие биологи предположили, что столь мощная спина необходима броненоске и её новому родственнику, чтобы добираться до личинок, прячущихся у мощных оснований пальмовых листьев, или до червей под мощными завалами стволов. Впрочем, пока это лишь гипотезы — а инженеры уже присматриваются к необычному позвоночнику этих землероек: быть может, они позволят создавать искусственные конструкции небывалой прочности.
Большинство млекопитающих, включая и людей, обладают пятью позвонками у основания основных цепей позвоночника, с несколькими костными ответвлениями на каждом из позвонков. Однако Билл Стэнли, зоолог из Полевого музея Чикаго, землеройка угандская белозубка-броненоска имеет от 10-11 позвонков с намного большим количеством соединяющихся между собой костных выступов, придавая ему беспрецедентное преимущество в царстве животных.
«Он настолько силен, что в соответствии с письменными отчетами исследователей фауны Демократической Республики Конго в начале 1900-х годов, после того как человек простоял на спине броненосца в течение пяти минут, животное осталось целым и невредимым», — говорит Стэнли. Впрочем, сам Стэнли не уверен, что эта история является чистейшей правдой, поскольку он не отважился повторить рискованный эксперимент, но, по его убеждению, она очень хорошо отражает репутацию броненосца у местных жителей — племени мангбету. Старейшины говорят, что ношение костей этой землеройки в качестве талисманов оберегает воинов от копья и даже пули. Из этого поверья и происходит местное название землеройки — герой-броненосец.
Однако когда Стэнли произвел вскрытие нового вида землеройки, привезенной ему для идентификации, он был просто потрясен. «У меня просто побежали мурашки по спине», — говорит он. Зоолог сразу понял, что имеет дело с совершенно новым видом землероек-броненосцев, обладающим более совершенным позвоночником по сравнению с образчиком, обнаруженным ранее.
Стэнли отметил, что скелет Тора, как его команда стала называть животное между собой, имеет всего восемь позвонков в нижней части спины, а костные выступы на них имеют меньшие размеры, чем у угандской белозубки-броненоски.
Стэнли с коллегами предположили, что броненосец белозубка Тора является переходной формой в эволюционной истории землероек, чей позвоночник развивался в течение долгого промежутка времени, а не относительно быстро, как предполагали некоторые ученые.
Строение черепа и позвоночника животного говорило о том, что оно является связующим звеном эволюции между белозубкой-броненоской и другими видами мелких насекомоядных.
«Землеройка Тора является прекрасным примером теории прерывистого равновесия. Согласно этой теории, в эволюции животных присутствуют длительные периоды времени, когда виды не претерпевают существенных изменений. Но затем эволюционные изменения происходят очень быстро, и тогда образуются новые виды», – сказал один из авторов исследования Уиллиам Стенли.
Между тем, пока что со стопроцентной уверенностью никто не может сказать, когда землеройки обрели свой мощный позвоночник. Но зачем он им понадобился, биологи уже предположили.
Авторы исследования считают, что землеройки, являясь животными насекомоядными, иногда испытывали трудности в добыче пропитания. Так как насекомые прячут свои личинки в труднодоступных местах, достать их, как правило, непросто. Землеройки использовали свой мощный позвоночник как рычаг, чтобы поднять препятствие на пути к добыче. А если на выносливое животное и упадет что-то тяжелое, к примеру, дерево, то оно все равно выживет.
Позвоночник белозубки-броненоски составляет 4% массы тела, а не 0,5-1,6%, как у других мелких млекопитающих. Кроме того, все её позвонки состоят не только из боковых отростков, но и нижних (вентральных), и верхних (дорсальных). Также поясничный отдел позвоночника имеет 11 позвонков, а не 5, как у других позвоночных. Всё это значительно укрепляет позвоночник и придает ему наибольшую подвижность.
К слову, благодаря уникальному строению скелета белозубка-броненоска способна питаться достаточно длинными беспозвоночными, достигающими пяти сантиметров в длину. В её рацион обычно входят малощетинковые черви, жуки, муравьи, бабочки и другие беспозвоночные. Встретить уникального зверька можно в лесах Демократической Республики Конго, Уганды и Руанды.