Sköldpaddornas ursprung är bland de mest omdiskuterade ämnena inom evolutionsbiologin. I en nyligen publicerad studie i tidskriften Naturvetenskapliga rapporter , Senckenberg-forskaren Ingmar Werneburg, i samarbete med en internationell forskargrupp, tillbakavisar befintliga hypoteser och kastar ett nytt ljus över utvecklingen av skallarkitekturen. Resultaten indikerar en nära koppling mellan skalleutvecklingen och den mycket flexibla halsen hos dessa pansarreptiler.

Förutom deras skal, sköldpaddor kännetecknas av sina flexibla halsar och små huvuden. "Även om sköldpaddor tillhör reptilerna, deras skallar skiljer sig markant från de hos andra medlemmar i denna grupp, vilket – tillsammans med deras unika pansarskelett – gör det svårt att bedöma deras fylogenetiska ursprung, " förklarar PD Dr Ingmar Werneburg från "Senckenberg Center for Human Evolution and Palaeoenvironment (SHEP) an der Universität Tübingen."

Fossiler tyder på att flera modifieringar under sköldpaddans utveckling drev den från början rörliga skallen att förvandlas till en stel struktur. I denna process, de temporala öppningarna bakom ögonen stängdes också, bildar en så kallad anapsidskalle, som inte finns hos någon annan levande reptil.

På samma gång, djuren utvecklade ett unikt arrangemang av sina käkmuskler, jämförbar med ett remskivasystem. "Tills nu, det antogs att dessa modifieringar ledde till en ökad bitkraft hos sköldpaddor, och att denna utveckling utgjorde en funktionell anpassning till ett modifierat matbeteende, ", tillägger Werneburg.

Denna hypotes testades nu för första gången under biomekaniska aspekter av en internationell forskargrupp ledd av Werneburg. Forskaren från Tübingen kommenterar följande:"Till vår förvåning, resultaten visar inget stöd för en ökad bettkraft - varken på grund av skallens stelhet eller orsakad av den omarrangerade käkmuskulaturen." analyserna visar att de evolutionära innovationerna ledde till en optimerad skallstruktur, som tål högre stressbelastningar samtidigt som det kräver mindre benmaterial.

"Vi kombinerade våra nya rön med den tidigare paleontologiska och anatomiska kunskapen, så att vi kan utveckla ett nytt scenario, " förklarar Werneburg. Nyckeldraget i detta scenario är den nära kopplingen mellan utvecklingen av skallen och den mycket flexibla halsen. "Vi antar att skallen på moderna sköldpaddor är resultatet av en komplex process som har ägt rum sedan uppkomsten av skalet." Å ena sidan, nackrörelsen underlättar en allmän ökning av djurets rörlighet, vilket motverkar dess annars stela kropp. Å andra sidan, alternativet att dra in nacken fungerar som en extra skyddsmekanism i farliga situationer.

Dessutom, förändringarna i sköldpaddornas skalle kan inte bara ha lett till en förbättrad stressfördelning utan kan också ha banat väg för utvecklingen av nya arter. "Den evolutionära potentialen för en ny skallearkitektur och längre, mer flexibla halsar möjliggjorde utvecklingen av en större mångfald bland sköldpaddor under och efter juraperioden, ", tillägger Werneburg avslutningsvis.