Введение

В зоологии, чешуя (англ. scale) — это небольшая жесткая пластина, которая вырастает из кожи животного для защиты. У лепидоптер (бабочек и мотыльков) чешуйки — это пластины на поверхности крыла насекомого, обеспечивающие окраску. Чешуя довольно распространена и эволюционировала многократно в результате конвергентной эволюции, приобретая различное строение и функции. Чешуя обычно классифицируется как часть кожного покрова организма. Существуют различные типы чешуи в зависимости от формы и класса животного.

Рыбные чешуи

Рыбья чешуя имеет дермальное происхождение, формируясь в мезодерме. Этот факт отличает её от чешуи рептилий с палеонтологической точки зрения. Генетически, гены, участвующие в развитии зубов и волос у млекопитающих, также вовлечены в развитие чешуи.

Космоидные чешуи

Настоящие космоидные чешуи встречаются только у саркоптеригиев. Внутренний слой чешуи образован пластинчатой костью. Поверх неё располагается слой губчатой или сосудистой кости, а затем слой материала, похожего на дентин, называемый космином. Верхняя поверхность покрыта кератином. У целаканта космоидные чешуи видоизменены: они лишены косминов и тоньше, чем настоящие космоидные чешуи.

Ганоидальные чешуи

Ганоидные чешуи можно найти у гаров (семейство Lepisosteidae), бихиров и рыб-парусников (семейство Polypteridae). Ганоидные чешуи похожи на космоидные, но слой ганоина расположен поверх косминового слоя и под эмалью. Ганоидные чешуи имеют ромбовидную форму, блестящие и твердые. В составе ганоина содержатся соединения гуанина – иризирующие производные гуанина, встречающиеся в молекуле ДНК. Иризирующие свойства этих веществ придают ганоину его блеск.

Плакоидные чешуи

Плакоидные чешуи встречаются у хрящевых рыб, таких как акулы и скаты. Эти чешуи, также называемые дентикулами, по своей структуре схожи с зубами и имеют один медиальный шип и два латеральных шипа. Предполагается, что предки современных челюстных рыб – безчелюстные остракодермы и более поздние челюстные плакодермы – могли иметь чешую, сочетающую в себе свойства плакоидной и ганоидной чешуи.

Лептоидные чешуи

Лептоидные чешуи встречаются у костных рыб высших порядков. По мере роста они добавляют концентрические слои. Они расположены внахлест по направлению от головы к хвосту, подобно черепице, обеспечивая более плавное обтекание воды вокруг тела и, следовательно, уменьшая сопротивление. Существуют две формы этих чешуй: циклоидные чешуи имеют гладкий край и наиболее распространены у рыб с мягкими лучами плавников, таких как лосось и карп. Ктеноидные чешуи имеют зазубренный край и обычно встречаются у рыб с колючими лучами плавников, таких как окунь и солнечная рыба.

Рептилийские чешуи

Типы чешуи рептилий включают: циклоидные, гранулярные (выглядящие бугристыми) и килевидные (имеющие центральный гребень). Размеры чешуи обычно варьируются: более крупные и прочные чешуи покрывают участки, часто подвергающиеся физическим воздействиям (обычно ноги, хвост и голова), а вокруг суставов чешуя мелкая для обеспечения гибкости. У большинства змей на брюхе имеются особо широкие чешуи, каждая из которых покрывает брюхо от края до края. Чешуя всех рептилий имеет эпидермальный компонент (то, что видно на поверхности), но у многих рептилий, таких как крокодилы и черепахи, под эпидермальной чешуей расположены остеодермы. Такая чешуя более правильно называется щитками. Змеи, туатары и многие ящерицы лишены остеодерм. Все чешуйки рептилий имеют дермальный сосочек, лежащий в основе эпидермальной части, и именно там формируются остеодермы, если они присутствуют.

Птичьи чешуи

У птиц чешуйки в основном располагаются на пальцах и плюсне, но у некоторых видов могут встречаться и выше, на голени. Ранее считалось, что чешуйки и щитки птиц гомологичны чешуйкам и щиткам рептилий, однако сейчас установлено, что они развились независимо, будучи редуцированными перьями.

Колючки млекопитающих

Примером чешуйчатого млекопитающего является панголин. Его чешуи состоят из кератина и служат для защиты, подобно панцирю броненосца. Они возникли в результате конвергентной эволюции, не имея отношения к далеким рептилиям-предкам млекопитающих (поскольку терапсиды утратили чешую), за исключением использования схожего гена. С другой стороны, у мускусного кенгуру есть чешуи на лапах и хвосте. Точная природа этих предполагаемых чешуек изучена недостаточно, но, по всей видимости, они структурно отличаются от чешуи панголина. У аномальур также есть чешуи на нижней стороне хвоста. Эпидермальные ткани подушечек лап у большинства видов млекопитающих сравнивают с чешуей других позвоночных. Вероятно, они происходят из процессов рогообразования или недоразвитого меха, подобно тому, как птичьи ретикулы происходят из недоразвитых перьев.

Лыжи членистоногих

У бабочек и мотыльков, относящихся к отряду Чешуекрылые (греч. "крылатые чешуи"), имеются перепончатые крылья, покрытые нежными, порошкообразными чешуйками, которые являются модифицированными щетинками. Каждая чешуйка состоит из ряда крошечных, сложенных пластинок органического материала, при этом у бабочек чешуйки обычно широкие и плоские, а у мотыльков – более узкие и волосовидные. Чешуйки, как правило, пигментированы, но некоторые типы чешуек демонстрируют переливчатость, не содержа пигментов; поскольку толщина пластинок сопоставима с длиной волны видимого света, эти пластинки приводят к структурной окраске и иридесценции благодаря физическому явлению, известному как тонкопленочная оптика. Наиболее распространенным цветом, получаемым таким образом, является синий, как у бабочек рода Морфо. У некоторых видов пауков также встречаются чешуйки. Чешуйки пауков – это уплощенные щетинки, покрывающие поверхность кутикулы. Они бывают самых разнообразных форм, размеров и цветов. Известно, что по крайней мере 13 различных семейств пауков обладают кутикулярными чешуйками, хотя наиболее подробно они описаны у пауков-скакунчиков (Salticidae) и пауков-лысохвостов (Oxyopidae). У некоторых ракообразных, таких как Glyptonotus antarcticus, имеются бугорчатые чешуйки. Было показано, что некоторые раки используют антеннальные чешуйки, которые активируются при быстрых движениях.