Χελώνια

Αν και η λέξη χελώνα χρησιμοποιείται ευρέως για να περιγράψει όλα τα μέλη της τάξης Testudines, είναι επίσης σύνηθες να βλέπουμε ορισμένα μέλη να περιγράφονται ως χελώνες, χελώνες ή θαλάσσιες χελώνες. Το πώς χρησιμοποιούνται αυτά τα ονόματα, αν χρησιμοποιούνται καθόλου, εξαρτάται από τον τύπο της αγγλικής γλώσσας.

• Τα βρετανικά αγγλικά περιγράφουν αυτά τα ερπετά ως χελώνες αν ζουν στη θάλασσα, χελώνες αν ζουν σε γλυκά ή υφάλμυρα νερά ή χελώνες αν ζουν στην ξηρά.
• Τα αμερικανικά αγγλικά τείνουν να χρησιμοποιούν τη λέξη χελώνα ως γενικό όρο για όλα τα είδη. Η λέξη "χελώνα" χρησιμοποιείται για τα περισσότερα χερσαία είδη, ενώ τα ωκεάνια είδη αναφέρονται συνήθως ως θαλάσσιες χελώνες. Η ονομασία "terrapin" (χελώνα) προορίζεται συνήθως μόνο για τη χελώνα των υφάλμυρων υδάτων, Malaclemys terrapin.
• Τα αυστραλιανά αγγλικά χρησιμοποιούν τη χελώνα τόσο για τα θαλάσσια όσο και για τα είδη του γλυκού νερού, αλλά τη χελώνα για τα χερσαία είδη.

Για να αποφευχθεί η σύγχυση, η λέξη "chelonian" είναι δημοφιλής μεταξύ ορισμένων που εργάζονται με αυτά τα ζώα, ως γενική ονομασία. Δυστυχώς, η Chelonia είναι επίσης το όνομα ενός συγκεκριμένου γένους χελωνών, οπότε αυτό έρχεται σε σύγκρουση με τη χρήση της για ολόκληρη την τάξη Testudines.

Αν και πολλές χελώνες περνούν μεγάλο μέρος της ζωής τους κάτω από το νερό, όλες οι χελώνες και οι χελώνες αναπνέουν αέρα και πρέπει να βγαίνουν στην επιφάνεια ανά τακτά χρονικά διαστήματα για να γεμίζουν τους πνεύμονές τους. Ορισμένες περνούν ολόκληρη τη ζωή τους στη στεριά.

Μελετάται η υδρόβια αναπνοή σε αυστραλιανές χελώνες γλυκού νερού. Ορισμένα είδη έχουν μεγάλες κοιλότητες του κλωβού που είναι επενδεδυμένες με πολλές προεξοχές που μοιάζουν με δάχτυλα. Αυτές οι προεξοχές, που ονομάζονται θηλές, έχουν πλούσια αιμάτωση και αυξάνουν την επιφάνεια. Οι χελώνες μπορούν να προσλαμβάνουν διαλυμένο οξυγόνο από το νερό χρησιμοποιώντας αυτές τις θηλές, με τον ίδιο τρόπο που τα ψάρια χρησιμοποιούν βράγχια για να αναπνέουν.

Όπως και τα άλλα ερπετά, οι χελώνες γεννούν αυγά που είναι ελαφρώς μαλακά και δερματώδη. Τα αυγά των μεγαλύτερων ειδών είναι σφαιρικά, ενώ τα αυγά των υπόλοιπων είναι επιμήκη. Οι θαλάσσιες χελώνες γεννούν τα αυγά τους σε ξηρές, αμμώδεις παραλίες. Οι χελώνες μπορεί να χρειαστούν πολλά χρόνια για να φτάσουν σε ηλικία αναπαραγωγής και σε πολλές περιπτώσεις αναπαράγονται κάθε λίγα χρόνια και όχι κάθε χρόνο.

Σε ορισμένα είδη, ο προσδιορισμός του φύλου εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Η θερμοκρασία καθορίζει αν ένα αυγό θα εξελιχθεί σε αρσενικό ή θηλυκό: υψηλότερη θερμοκρασία προκαλεί θηλυκό, χαμηλότερη θερμοκρασία προκαλεί αρσενικό. Μεγάλος αριθμός αυγών εναποτίθεται σε τρύπες σκαμμένες σε λάσπη ή άμμο. Στη συνέχεια καλύπτονται και αφήνονται να επωαστούν μόνα τους. Όταν οι χελώνες εκκολάπτονται, βγαίνουν στην επιφάνεια και κατευθύνονται προς το νερό. Καμία μητέρα χελώνα δεν φροντίζει τα μικρά της.

Μακροχρόνια

Οι ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα ότι τα όργανα μιας χελώνας δεν καταρρέουν σταδιακά ή δεν γίνονται λιγότερο αποτελεσματικά με την πάροδο του χρόνου, σε αντίθεση με τα περισσότερα άλλα ζώα. Διαπιστώθηκε ότι το συκώτι, οι πνεύμονες και τα νεφρά μιας εκατοντάχρονης χελώνας είναι σχεδόν πανομοιότυπα με εκείνα της νεαρής αντίστοιχης χελώνας. Αυτό ενέπνευσε τους ερευνητές γενετικής να αρχίσουν να εξετάζουν το γονιδίωμα της χελώνας για γονίδια μακροζωίας.

Αναδίπλωση λαιμού

Οι χελώνες χωρίζονται σε δύο ομάδες, ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο ανέπτυξαν μια λύση στο πρόβλημα της απόσυρσης του λαιμού τους μέσα στο κέλυφός τους. Οι Cryptodira (κρυμμένος λαιμός) μπορούν να τραβήξουν το λαιμό τους προς τα μέσα, ενώ τον συστέλλουν κάτω από τη σπονδυλική τους στήλη. Οι Pleurodira (πλευρικός λαιμός), που σήμερα συναντώνται μόνο σε περιβάλλοντα γλυκού νερού στο νότιο ημισφαίριο, συστέλλουν το λαιμό τους στο πλάι. Έτσι, η σημαντική προσαρμογή της απόσυρσης του κεφαλιού εξελίχθηκε δύο φορές από τις προγονικές χελώνες που δεν είχαν αυτή την ικανότητα.

Σίτιση

Οι χελώνες έχουν σκληρό ράμφος. Οι χελώνες χρησιμοποιούν τα σαγόνια τους για να κόβουν και να μασούν την τροφή. Αντί για δόντια, η άνω και η κάτω σιαγόνα της χελώνας καλύπτονται από κεράτινες κορυφογραμμές. Οι σαρκοφάγες χελώνες έχουν συνήθως κορυφογραμμές με αιχμηρό μαχαίρι για να κόβουν τη λεία τους. Οι φυτοφάγες χελώνες έχουν οδοντωτές κορυφογραμμές που τις βοηθούν να κόβουν σκληρά φυτά. Οι χελώνες χρησιμοποιούν τη γλώσσα τους για να καταπίνουν την τροφή, αλλά δεν μπορούν, σε αντίθεση με τα περισσότερα ερπετά, να βγάλουν τη γλώσσα τους για να πιάσουν την τροφή.

Κέλυφος

Το άνω κέλυφος της χελώνας ονομάζεται καβούκι. Το κάτω κέλυφος που περιβάλλει την κοιλιά ονομάζεται plastron. Το καβούκι και το πτέρωμα ενώνονται μεταξύ τους στις πλευρές της χελώνας με οστέινες δομές που ονομάζονται γέφυρες.

Το εσωτερικό στρώμα του καβουκιού μιας χελώνας αποτελείται από περίπου 60 οστά. Περιλαμβάνει τμήματα της σπονδυλικής στήλης και των πλευρών, πράγμα που σημαίνει ότι η χελώνα δεν μπορεί να συρθεί έξω από το καβούκι της. Στις περισσότερες χελώνες, το εξωτερικό στρώμα του καβουκιού καλύπτεται από αγκαθωτά λέπια που ονομάζονται φολίδες και αποτελούν μέρος του εξωτερικού δέρματος, ή επιδερμίδας. Τα λέπια αποτελούνται από μια ινώδη πρωτεΐνη που ονομάζεται κερατίνη και που αποτελεί επίσης τα λέπια άλλων ερπετών. Αυτά τα λέπια επικαλύπτουν τις ραφές μεταξύ των οστών του κελύφους και προσθέτουν αντοχή στο κέλυφος. Ορισμένες χελώνες δεν έχουν κεράτινα πτερύγια. Για παράδειγμα, η δερματοχελώνα και οι χελώνες με μαλακό κέλυφος έχουν καβούκια που καλύπτονται από δερματώδες δέρμα.

Μεγαλύτερο ζωντανό

Το μεγαλύτερο χελωνόζωο είναι μια θαλάσσια χελώνα, η μεγάλη δερματοχελώνα, η οποία φτάνει σε μήκος κελύφους 200 cm (80 ίντσες) και μπορεί να φτάσει σε βάρος πάνω από 900 kg (2.000 λίβρες ή 1 μικρό τόνο). Οι χελώνες του γλυκού νερού είναι γενικά μικρότερες, αλλά με το μεγαλύτερο είδος, την ασιατική χελώνα Pelochelys cantorii, έχουν αναφερθεί μερικά άτομα που το μήκος του κελύφους τους φτάνει τα 200 εκατοστά ή 80 ίντσες (Das, 1991). Αυτό επισκιάζει ακόμη και την πιο γνωστή χελώνα αλιγάτορα, το μεγαλύτερο χελωνόζωο της Βόρειας Αμερικής, η οποία φτάνει σε μήκος κελύφους έως και 80 cm (31½ in) και σε βάρος περίπου 60 kg (170 lb).

Η πιο μεγάλη απολιθωμένη χελώνα, η Archelon, είχε υπερδιπλάσιο μήκος από τη δερματοχελώνα, έως και 4,5 μέτρα.

Τα πρώτα απολιθωμένα απολιθώματα πρωτο-χελώων προέρχονται από το Άνω Τριαδικό της Μεσοζωικής εποχής, πριν από περίπου 220 εκατομμύρια χρόνια. Το κέλυφός τους εξελίχθηκε από οστέινες προεκτάσεις της σπονδυλικής τους στήλης και πλατιές πλευρές που επεκτάθηκαν και αναπτύχθηκαν μαζί για να σχηματίσουν ένα πλήρες κέλυφος. Προσέφερε προστασία σε κάθε στάδιο της εξέλιξής του, ακόμη και όταν το οστέινο συστατικό του κελύφους δεν ήταν πλήρες. Αυτό αποδείχθηκε μια μακροχρόνια προσαρμογή, και η ομάδα στο σύνολό της επέζησε από πολλές αλλαγές στις θάλασσες, καθώς και από διάφορα γεγονότα εξαφάνισης.

Στη νοτιοδυτική Κίνα βρέθηκαν απολιθώματα της χελώνας του γλυκού νερού Odontochelys semitestacea ή "χελώνας με μισό καβούκι και δόντια", από το μεταγενέστερο Τριαδικό. Η Odontochelys εμφανίζει ένα πλήρες οστέινο πτέρωμα και ένα ατελές καβούκι, παρόμοιο με ένα πρώιμο στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης της χελώνας. Μέχρι το Ανώτερο Ιουρασικό, οι χελώνες είχαν ακτινοβολήσει ευρέως, και η ιστορία των απολιθωμάτων τους γίνεται πιο ευανάγνωστη.

Η ακριβής καταγωγή τους αποτελεί γρίφο. Τα πρώιμα αμνιωτά δεν είχαν ανοίγματα στο κρανίο πίσω από τα μάτια. Ανοίγματα αναπτύχθηκαν τόσο στα κρανία των Σαυρόπσιδων όσο και των Συναψιδών. Έκαναν το κρανίο ελαφρύτερο, έδωσαν σημεία πρόσδεσης για τους μυς και χώρο για μυϊκές εξογκώσεις. Όμως οι χελώνες δεν έχουν αυτά τα ανοίγματα στο κρανίο. Ονομάστηκαν "αναψίδες", που σημαίνει "χωρίς ανοίγματα".

Τελικά προτάθηκε ότι οι χελώνες εξελίχθηκαν από τις σαυροπίδες που είχαν ανοίγματα στο κρανίο, αλλά οι χελώνες τα έχασαν ως μέρος της εξέλιξής τους προς τη βαριά αμυντική θωράκιση. Όλες οι μοριακές μελέτες έχουν υποστηρίξει σθεναρά την τοποθέτηση των χελωνών εντός των διαψιδών- ορισμένες τοποθετούν τις χελώνες εντός των Αρχόσαυρων ή ως αδελφή ομάδα με τους υπάρχοντες αρχόσαυρους.

Οι πρώτες γνωστές χελώνες με πλήρες κέλυφος είναι οι αργά του Τριαδικού Odontochelys, Chinlechelys και Proganochelys. Το πρώτο ονομαζόμενο γένος ήταν υδρόβιο, αλλά το δεύτερο πιθανότατα χερσαίο. Είχαν ήδη πολλά εξελιγμένα χαρακτηριστικά χελώνας και, επομένως, πιθανώς είχαν στην καταγωγή τους πολλά εκατομμύρια χρόνια προηγούμενης εξέλιξης και ειδών χελώνας. Δεν είχαν την ικανότητα να τραβούν το κεφάλι τους μέσα στο καβούκι τους (και είχαν μακρύ λαιμό), και (οι Odontochelys) είχαν μια μακριά, αγκαθωτή ουρά που κατέληγε σε ρόπαλο, μια μορφή σώματος παρόμοια με αυτή των αγκυλόσαυρων, που προέκυψε από συγκλίνουσα εξέλιξη.

Οι χελώνες χωρίζονται σε δύο υποτάξεις, τις Cryptodira και τις Pleurodira. Η Cryptodira είναι η μεγαλύτερη από τις δύο ομάδες και περιλαμβάνει όλες τις θαλάσσιες χελώνες, τις χερσαίες χελώνες και πολλές από τις χελώνες του γλυκού νερού. Οι Pleurodira είναι μερικές φορές γνωστές ως χελώνες με πλευρικό λαιμό, μια αναφορά στον τρόπο με τον οποίο αποσύρουν το κεφάλι τους μέσα στο καβούκι τους. Αυτή η μικρότερη ομάδα αποτελείται κυρίως από χελώνες του γλυκού νερού.

• Θαλάσσια χελώνα
• Χελώνα με μύτη γουρουνιού
• Archelon