半甲齒龜,這種小生物和一群其他爬行動物一起,整日在三疊紀晚期的沼澤中嬉戲,身體之下隱藏著它抵禦攻擊的最佳防禦:位於腹部的堅硬甲殼。齒龜屬是龜類的早期祖先,其半甲的身體體現了現代龜類的一個重要特點。
龜類胚胎的兩片龜甲完全獨立生長,都是骨骼的延伸共由60塊骨頭組成,和其他胚胎一樣,龜類胚胎是由未分化的細胞組成,這些細胞通過基因活動和細胞間的交流逐漸分化成為器官和組織,龜類胚胎的最初形態與其他爬行動物、鳥類和哺乳動物非常相似,差別只有一團叫做背甲脊的凸起細胞,背脊在頸部和下背部之間向身體四周擴展形成一個圓盤,大概通過聚集形成肋骨的細胞,引導龜殼上部背甲的形成,肋骨並非向下彎曲形成規則的胸腔,而是朝著背甲脊向外移動,之後分泌信號蛋白將周圍的細胞轉化為成骨細胞,這50塊骨頭持續生長直至骨縫相連,骨頭圍成一圈使背甲更為穩固,外層的皮膚細胞產生鱗片,即鱗甲覆蓋背甲。甲殼下半部分即胸甲,由神經嵴細胞驅動,這些細胞會產生不同種類的細胞,包括神經元、軟骨和骨骼,這些細胞組成的厚屏障在腹部擴展開,在產生九塊板狀的骨頭的地方聚合,最終通過骨縫連接到背甲上。
對於抵禦捕食者,龜殼有明顯優勢,但堅硬的外殼也帶來了一些挑戰。隨著龜類不斷成長,背甲和胸甲處的骨縫不斷擴大,很多哺乳動物和爬行動物都依靠靈活擴張的胸腔自由呼吸,但是龜類卻用殼上的腹肌來代替,一塊腹肌用來吸氣,一塊用來呼氣,那龜殼是怎樣進化的呢?雖然化石記錄中仍有空白,但第一階段似乎便是肋骨的增厚。
已知最古老的龜類祖先是一種叫做正南龜的生物,生活在2.6億年前,與現代龜類長相迥異,但它的肋骨寬而平,將前臂的肌肉牢牢固定住,正南龜很可能是一種穴居生物。在今天的南非地區挖洞安家。半甲齒龜展現了龜類的另一種後期進化階段,粗壯的肋骨與正南龜類似,而且有腹部有板甲保護。
我們第一個證明現代龜類全殼特徵的化石距今已有2.1億年來自叫做原顎龜的物種。其肋骨已經合為一體,原顎龜可以水陸兩棲,與現代龜類不同 它不能將頭縮回殼中,但頸部有刺可以防禦,現代龜類的殼幾乎隨著物種不同而相異,海龜殼更加輕而平,有利於水中滑行,同時陸龜的半球形殼有利於其擺脫捕食,幫助其仰倒在地上時向右翻身。稜皮龜和軟殼龜的背甲沒有一圈骨頭環繞,也沒有鱗甲覆蓋,方便其擠進狹小空間。