Francis Horne, un biologo che studia la formazione di conchiglie presso la Texas State University, offre questa risposta.
Gli esoscheletri di lumache e vongole, o i loro gusci nel linguaggio comune, differiscono dagli endoscheletri delle tartarughe in diversi modi. Le conchiglie sono gli esoscheletri di molluschi come lumache, vongole, ostriche e molti altri., Tali gusci hanno tre strati distinti e sono composti principalmente da carbonato di calcio con solo una piccola quantità di proteine-non più del 2 per cento. Questi gusci, a differenza delle tipiche strutture animali, non sono costituiti da cellule. Il tessuto del mantello che si trova sotto e in contatto con il guscio secerne proteine e minerali extracellulari per formare il guscio. Pensa di posare l’acciaio (proteine) e versare il calcestruzzo (minerale) su di esso. Pertanto, le conchiglie crescono dal basso verso l’alto o aggiungendo materiale ai margini., Poiché il loro esoscheletro non viene versato, i gusci dei molluschi devono ingrandirsi per accogliere la crescita del corpo. Questo modello di crescita si traduce in tre strati di guscio distinti: un periostio proteico esterno (non calcificato), uno strato prismatico (calcificato) e uno strato perlaceo interno di madreperla (calcificato).
In confronto, i gusci di tartaruga fanno parte del cosiddetto endoscheletro dell’animale vertebrato, o scheletro dall’interno del corpo. Gli scudi superficiali sono strutture epidermiche, come le nostre unghie, fatte della dura cheratina proteica., Sotto questi scudi ci sono il tessuto dermico e il guscio calcificato, o carapace, che in realtà è formato dalla fusione di vertebre e costole durante lo sviluppo. In peso, tale osso è costituito da circa il 33% di proteine e il 66% di idrossiapatite, un minerale composto in gran parte da fosfato di calcio con solo un po ‘ di carbonato di calcio. Perché esoscheletri di lumache e vongole sono carbonato di calcio, mentre l’endoscheletro dei vertebrati come le tartarughe sono principalmente fosfato di calcio non è noto. Entrambi i gusci sono forti, consentono protezione, attaccamento dei muscoli e resistono alla dissoluzione in acqua., L’evoluzione funziona in modi misteriosi.
A differenza delle conchiglie, i gusci delle tartarughe hanno cellule viventi, vasi sanguigni e nervi, tra cui un gran numero di cellule sulla superficie del guscio calcareo e sparse in tutto il suo interno. Le cellule ossee che coprono la superficie e sono disperse in tutto il guscio secernono proteine e minerali e più o meno si seppelliscono. L’osso può crescere e rimodellare continuamente. E quando un osso si rompe, le cellule vengono attivate per riparare il danno. In effetti, il guscio di tartaruga cresce dall’interno proprio come le ossa delle gambe negli esseri umani., Nutrienti come proteine e calcio sono forniti dai vasi sanguigni all’interno dell’osso, non dall’esterno del tessuto osseo. Le conchiglie danneggiate, d’altra parte, usano le secrezioni di proteine e calcio dalle cellule del mantello sotto il guscio per la riparazione.
La costruzione di gusci di tartaruga e conchiglie condivide alcune proprietà meccaniche fondamentali. La comprensione attualmente accettata di come si forma il guscio è che la matrice proteica dell’osso e della conchiglia viene secreta dalle cellule. Queste proteine tendono a legare gli ioni di calcio mentre guidano e dirigono la calcificazione., Il legame degli ioni di calcio alla matrice proteica migliora la formazione dei cristalli secondo precise disposizioni gerarchiche. I dettagli esatti di questo meccanismo rimangono poco chiari sia nelle tartarughe che nelle conchiglie, ma molte proteine sono state isolate che sono note per svolgere un ruolo nella formazione del guscio. Se il cristallo di carbonato di calcio è calcite, come nello strato prismatico, o aragonite, come nella madreperla di una conchiglia, sembra essere determinato dalle proteine. La secrezione di diversi tipi di proteine in tempi e luoghi diversi nelle conchiglie sembra dirigere il tipo di cristallo di carbonato di calcio formato., L’osso calcificato o il guscio delle tartarughe, d’altra parte, non forma facilmente cristalli diversi.
Mentre le tartarughe crescono le loro ossa come gli esseri umani o altri animali terrestri e quindi fanno più spazio per se stessi, lumache e vongole devono gradualmente ingrandire ed estendere i loro gusci aggiungendo nuova matrice organica e minerale ai margini esterni del guscio. La parte più recente del guscio di lumaca, ad esempio, si trova attorno all’apertura in cui l’animale sporge. Il bordo esterno del suo mantello aggiunge continuamente nuovo guscio a questa apertura., In primo luogo, si forma uno strato non calcificato di conchiolina-proteina e chitina, un polimero rinforzante prodotto naturalmente -. Poi arriva lo strato prismatico altamente calcificato che è seguito dallo strato perlaceo finale, o madreperla. L’iridescenza della madreperla si verifica, incidentalmente, perché le piastrine di cristallo aragonite funzionano come una griglia di diffrazione nel disperdere la luce visibile. Purtroppo, le tartarughe non hanno questo meccanismo, che mantiene i loro gusci più opachi, ma i loro gusci sono perfetti per nascondersi nel sottobosco o nelle acque torbide. Chiaramente, non tutte le conchiglie sono uguali.