Зоологи з'ясували, що у іглистих мишей та представників ще трьох близьких пологів гризунів у шкірі хвоста є остеодерми – шкірні окостеніння. Такі структури зустрічаються у багатьох рептилій, наприклад, крокодилів та черепах, проте серед сучасних ссавців вони досі були відомі лише у броненосців. 
Зважаючи на все, остеодерми служать гризунам для захисту. Якщо хижак схопить голку мишу за хвіст, та скине з нього шкіру як панчоху і втече. Окостеніння в шкірі роблять цю стратегію ефективнішою, гарантуючи, що ворог не зможе встромити зуби в більш глибокі тканини, що не відшаровуються. Результати дослідження опубліковано у статті для журналу iScience.
Остеодерми називають окостеніння, розташовані в шкірі деяких хребетних. Як правило, це невеликі утворення сплощеної форми, що виконують захисну функцію. У деяких випадках вони навіть зростаються між собою, утворюючи повноцінний панцир. Передбачається, що остеодерми незалежно виникали у різних еволюційних лініях амніот щонайменше дев'ятнадцять разів. Особливо часто зустрічаються у рептилій. Наприклад, остеодерми підстилають рогові щитки крокодилів та черепах та луски деяких ящірок. При цьому у птахів таких структур немає, а серед ссавців, що нині живуть, ними володіють тільки броненосці (Cingulata), у яких остеодерми формують панцир (деякі автори також відносять до остеодермам кісткову основу рогів парнокопитних).
Команда зоологів під керівництвом Малкольма Мадена (Malcolm Maden) з університету Флориди описала ще один приклад остеодерм у сучасних ссавців. У центрі уваги дослідників опинилися гризуни з підродини Deomyinae: голчасті миші (Acomys), жесткошерсті миші (Lophuromys), конголезькі миші (Deomys) та великозубі миші (Uranomys). Вони поширені в Африці, Близькому Сході та островах Середземномор'я. 
Вивчивши музейні зразки іглистих мишей та їхніх родичів за допомогою комп'ютерної томографії, Маден та його співавтори виявили в їх хвостах незвичайні структури — розташовані в дермі окостеніння, що за формою нагадують черепицю. Вони охоплюють весь хвіст, формуючи ряди навколишніх хребців і спинний мозок кілець, у кожному з яких по вісім-одинадцять окремих окостенінь. Окостеніння, розташовані неподалік тіла, за щільністю не поступаються кісткам, а ті, що розташовані ближче до кінця хвоста, набагато менш щільні. За формою та будовою ці структури дуже нагадують остеодерми на спинах броненосців та на хвостах ящірок елгарій (Elgaria hosmeri). Зіставивши всі отримані відомості, автори дійшли висновку, що окостеніння, розташовані в хвостах гризунів з підродини Deomyinae, можна вважати остеодермами.
В остеодермах дорослих іглистих мишей є лакуни, всередині яких знаходяться остеоцити. Крім того, через окостеніння проходять нервово-судинні канали з капілярами в них. Дорсальна поверхня кожної остеодерми примикає до епідермісу, від якого її відокремлює шар дерми завтовшки три-чотири клітини. А вентральна поверхня окостенінь занурена в сполучну тканину або стикається з жировою тканиною. При цьому між остеодерми розташовуються волосяні фолікули, а з-під кожної пластинки виходить по три волоски. 
На наступному етапі Маден з колегами відсканували кілька хвилястих мишенят різного віку та вивчили зрізи їх хвостів. Виявилося, що новонароджених гризунів остеодерми присутні тільки біля основи та в середній частині хвоста. Лише до шеститижневого віку при наближенні до статевої зрілості окостеніння з'являються на кінці хвоста, спочатку у вигляді тонких пластинок.
Кожне кільце остеодерм починає формуватися з дорсальної частини хвоста. Тут закладаються перші окостеніння, а потім вони поширюються на вентральний бік. При цьому формування кожної остеодерми починається з декількох фібробластоподібних клітин, що лежать під епідермісом, які диференціюються в остеобласти. Потім окремі остеобласти збираються та синтезують кістковий матрикс, зрештою створюючи плоску пластинку з остеоцитами всередині. Так само формуються остеодерми броненосців.
Щоб встановити молекулярні механізми, що стоять за утворенням остеодерм, дослідники провели транскриптомний аналіз зразків, взятих із проксимальної, середньої та дистальної частин хвоста новонароджених іглистих мишей. Виявилося, що у мишачому хвості поступово, від основи до кінчика, йде перехід від формування волосся до розвитку кісток. Серед двадцяти генів, активність яких найбільше придушена в проксимальній частині хвоста, шістнадцять відповідають за зростання волосся та виробництво кератину. А серед двадцяти генів, експресія яких особливо підвищена у цій частині хвоста, дванадцять пов'язані зі зростанням кісток. Додатковий аналіз сигнальних шляхів показав, що у проксимальній частині хвоста активно йдуть диференціація остеобластів, диференціація сполучної тканини та мінералізація кісток.
Для чого іглистим мишам та їхнім родичам потрібні остеодерми у хвості, поки не до кінця зрозуміло. Автори припускають, що це може бути пов'язане з їх захисним механізмом. Якщо схопити хвилясту мишу за хвіст, шкіра з нього злізе, як панчоха. Ця шкіра залишиться в пащі хижака, а гризун зможе втекти. Остеодерми, можливо, роблять цю стратегію більш ефективною, гарантуючи, що хижак не зможе проткнути шкіру і встромити зуби в глибші тканини, які вже не відшаровуються. Схожу функцію виконують окостеніння в шкірі мадагаскарських великолускатих геконів (Geckolepis).
Маден та його співавтори зазначають, що досі вивчати клітинні та молекулярні механізми, які відповідають за формування остеодерм, було непросто. Справа в тому, що відомі раніше тварини з такими закостеніння не дуже добре підходять для утримання в неволі і досить повільно розмножуються. Однак голчасті миші позбавлені цих недоліків, тому можуть стати ідеальною лабораторною моделлю для вивчення остеодерм.
Один із видів рептилій з добре розвиненими остеодерми — комодський варан (Varanus komodoensis). У дорослих особин цього виду кісткові пластинки у шкірі голови утворюють справжню кольчугу, яка служить для захисту від родичів.
0 коментарів
