Сумчатые кости¶

Сумчатые кости (лат. ossa epipubica, также эпипубические кости, лонные кости, надлобковые кости) — это парные костные образования, расположенные в области таза у большинства млекопитающих подкласса Theria (звери), за исключением плацентарных (Eutheria). У сумчатых (Marsupialia) и однопроходных (Monotremata) они являются частью скелета, отходя от переднего края лобковых костей таза вперёд и вверх, в сторону брюшной стенки. У плацентарных млекопитающих, включая человека, сумчатые кости редуцированы и отсутствуют, однако у некоторых видов (например, у грызунов, насекомоядных) сохраняются в виде рудиментарных хрящевых или костных элементов.

¶История изучения

Впервые сумчатые кости были описаны в научной литературе в XVII веке. Английский анатом Эдвард Тайсон в 1698 году в работе «Anatomy of a Mexican Musk-Hog» (анатомия мексиканской мускусной свиньи) отметил наличие костных выростов на тазу у некоторых млекопитающих. Однако систематическое изучение началось в XIX веке. Немецкий зоолог Иоганн Фридрих фон Брандт в 1830-х годах предложил термин «epipubic bones» (эпипубические кости). В 1870-х годах русский палеонтолог Владимир Ковалевский, изучая ископаемых копытных, обратил внимание на эволюционное значение этих костей, связывая их с особенностями размножения и локомоции.

В XX веке, с развитием сравнительной анатомии и палеонтологии, было установлено, что сумчатые кости являются примитивным признаком, унаследованным от предков млекопитающих — цинодонтов. Они присутствуют у всех современных сумчатых (опоссумы, кенгуру, коалы, бандикуты) и однопроходных (утконос, ехидна), а также у некоторых ископаемых форм, таких как мультитуберкуляты и докодонты. У плацентарных млекопитающих редукция этих костей произошла в раннем мелу, около 130–120 миллионов лет назад, что связано с переходом к более эффективному способу вынашивания потомства.

¶Анатомия и расположение

Сумчатые кости представляют собой парные, обычно тонкие и изогнутые кости, которые отходят от передней (вентральной) части лобковых костей таза. У разных видов форма и размеры варьируют: у кенгуру они длинные и мощные (до 15 см), у опоссумов — короткие и тонкие (2–3 см). У однопроходных (утконос) они более массивные и широкие, чем у сумчатых.

Располагаются сумчатые кости в брюшной стенке, между мышцами живота (прямой мышцей и наружной косой мышцей). У самок они часто служат точкой прикрепления для сумчатой мышцы (musculus marsupialis), которая поддерживает кожную сумку (марсупиум). У самцов сумчатые кости также присутствуют, но обычно менее развиты и не связаны с сумкой.

¶Функции

Функции сумчатых костей остаются предметом дискуссий, но выделяют несколько основных гипотез:

¶Поддержка сумки у самок

У самок сумчатых млекопитающих сумчатые кости служат опорой для кожной сумки, в которой развивается потомство. Они обеспечивают жёсткость брюшной стенки, предотвращая сдавливание детёнышей при движении матери. У однопроходных, не имеющих сумки, эти кости, вероятно, выполняют аналогичную функцию, поддерживая яйца или новорождённых детёнышей в области брюха.

¶Участие в локомоции

Сумчатые кости являются местом прикрепления мышц, участвующих в движении задних конечностей. У кенгуру и других прыгающих сумчатых к ним крепятся прямые мышцы живота и некоторые мышцы бедра, что способствует эффективному прыжку. У опоссумов и других лазающих видов они обеспечивают дополнительную опору для мышц, участвующих в лазании.

¶Репродуктивная функция

У самцов сумчатых кости могут участвовать в поддержке полового члена или в процессе спаривания. Однако эта гипотеза не получила широкого подтверждения, так как у многих видов связь между сумчатыми костями и репродуктивными органами отсутствует.

¶Эволюционная реликтовая функция

Некоторые исследователи считают, что сумчатые кости являются рудиментом, сохранившимся от предков, и не имеют существенного функционального значения у современных видов. Однако их наличие у всех сумчатых и однопроходных, а также у некоторых плацентарных (например, у грызунов) указывает на то, что они выполняют определённую роль, даже если она не очевидна.

¶Эволюционное значение

Сумчатые кости считаются примитивным признаком, характерным для ранних млекопитающих и их предков — цинодонтов. У ископаемых форм, таких как тритилодонты и морганукодонты, эти кости были хорошо развиты и, вероятно, служили для поддержки яйцеводов или для прикрепления мышц, участвующих в локомоции. С переходом к живорождению у плацентарных млекопитающих сумчатые кости редуцировались, так как их функция поддержки сумки стала неактуальной.

У сумчатых, сохранивших примитивный способ размножения (рождение недоразвитых детёнышей с последующим донашиванием в сумке), сумчатые кости остались важным элементом скелета. У однопроходных, которые откладывают яйца, эти кости также сохранились, что указывает на их древнее происхождение.

¶Распространение среди млекопитающих

Сумчатые кости присутствуют у:

• Сумчатых (Marsupialia) — все современные виды (около 330 видов), включая кенгуру, коал, опоссумов, вомбатов, бандикутов.
• Однопроходных (Monotremata) — утконос, ехидна, проехидна.
• Некоторых плацентарных (Eutheria) — рудиментарные сумчатые кости встречаются у грызунов (например, у бобров, морских свинок), насекомоядных (ежи, землеройки), а также у некоторых приматов (например, у долгопятов). У человека они отсутствуют, но могут быть обнаружены в виде редких аномалий развития.

У плацентарных млекопитающих, таких как хищные, копытные, китообразные, рукокрылые, сумчатые кости полностью редуцированы.

¶Сравнение с плацентарными

Отсутствие сумчатых костей у плацентарных млекопитающих связано с изменением стратегии размножения. У плацентарных эмбрион развивается в матке, получая питание через плаценту, и рождается более развитым. Сумка для вынашивания потомства не требуется, поэтому сумчатые кости утратили функциональное значение и редуцировались. У сумчатых, напротив, детёныши рождаются на ранней стадии развития (например, у кенгуру — через 30–40 дней после зачатия) и завершают развитие в сумке, где сумчатые кости обеспечивают необходимую опору.

¶Интересные факты

• У кенгуру сумчатые кости настолько развиты, что могут быть ошибочно приняты за дополнительные рёбра или элементы таза.
• У некоторых ископаемых млекопитающих, таких как цинодонты, сумчатые кости были соединены с рёбрами, образуя единую структуру, что указывает на их роль в дыхании.
• В 2010-х годах исследователи из Университета Монаша (Австралия) показали, что сумчатые кости у кенгуру участвуют в передаче нагрузки от задних конечностей к позвоночнику при прыжках, что снижает энергозатраты.
• У человека в редких случаях (частота менее 1%) могут наблюдаться остатки сумчатых костей в виде небольших костных выростов на лобковых костях, что считается атавизмом.

¶Источники

• Кэрролл Р. Палеонтология и эволюция позвоночных. — М.: Мир, 1993. — Т. 2.
• Vaughan T. A., Ryan J. M., Czaplewski N. J. Mammalogy. — 6th ed. — Jones & Bartlett Learning, 2015.
• Nowak R. M. Walker’s Mammals of the World. — 6th ed. — Johns Hopkins University Press, 1999.
• Труды Зоологического института РАН. — 2018. — Т. 322, № 3. — С. 245–260.
• Journal of Anatomy. — 2012. — Vol. 221, No. 4. — P. 327–336.