Želvy patří do řádu plazů Testudines. Mají zvláštní kostěný nebo chrupavčitý krunýř vyvinutý z žeber, který slouží jako štít.
Řád Testudines zahrnuje žijící i vyhynulé druhy. Nejstarší fosilní želvy pocházejí z doby před asi 220 miliony let. Želvy jsou tedy jednou z nejstarších dochovaných skupin plazů a jsou starší skupinou než ještěři, hadi a krokodýli.
Želvy jsou velmi úspěšné a jsou rozšířeny téměř po celém světě. Některé z mnoha dnes žijících druhů jsou však silně ohrožené.
Ačkoli se slovo želva běžně používá pro všechny zástupce řádu Testudines, běžně se setkáváme i s označením některých zástupců jako želvy, želvy nebo mořské želvy. Způsob používání těchto názvů, pokud vůbec, závisí na typu angličtiny.
Aby se předešlo záměně, je mezi některými pracovníky s těmito zvířaty oblíbený souhrnný název "chelonian". Bohužel Chelonia je také název určitého rodu želv, takže je v rozporu s jeho používáním pro celý řád Testudines.
Ačkoli mnoho želv tráví většinu života pod vodou, všechny želvy a želváci dýchají vzduch a musí se pravidelně vynořovat, aby si doplnili plíce. Některé z nich stráví celý život na souši.
Studuje se vodní dýchání australských sladkovodních želv. Některé druhy mají velké kloakální dutiny, které jsou vystlány mnoha prstovitými výběžky. Tyto výběžky, zvané papily, jsou bohatě prokrvené a zvětšují povrch. Želvy mohou pomocí těchto papil přijímat rozpuštěný kyslík z vody podobně, jako ryby dýchají pomocí žaber.
Stejně jako ostatní plazi kladou želvy vejce, která jsou mírně měkká a kožovitá. Vejce největších druhů jsou kulovitá, zatímco vejce ostatních druhů jsou podlouhlá. Mořské želvy kladou vejce na suché písčité pláže. Želvám může trvat mnoho let, než dosáhnou reprodukčního věku, a v mnoha případech se rozmnožují spíše každých několik let než každoročně.
U některých druhů dochází k určování pohlaví v závislosti na teplotě. Teplota rozhoduje o tom, zda se z vajíčka vyvine samec nebo samice: vyšší teplota způsobuje vznik samice, nižší teplota samce. Velké množství vajíček se ukládá do jamek vyhloubených v bahně nebo písku. Poté se přikryjí a nechají se inkubovat. Když se želvy vylíhnou, vyplaví se na povrch a zamíří k vodě. Žádná želví matka se o svá mláďata nestará.
Vědci nedávno zjistili, že na rozdíl od většiny ostatních živočichů se želví orgány postupně nerozkládají a neztrácejí na účinnosti. Bylo zjištěno, že játra, plíce a ledviny stoletých želv jsou téměř totožné s játry, plícemi a ledvinami jejich mladých protějšků. To inspirovalo genetiky k tomu, aby začali zkoumat želví genom z hlediska genů dlouhověkosti.
Želvy se dělí do dvou skupin podle toho, jak se u nich vyvinulo řešení problému zasouvání krku do krunýře. Kryptodiry (skrytý krk) dokážou krk stáhnout dovnitř a zároveň jej stáhnout pod páteř. Pleurodira (boční krk), která se dnes vyskytuje pouze ve sladkovodním prostředí na jižní polokouli, stahuje krk do strany. Důležitá adaptace stahování hlavy se tedy vyvinula dvakrát z předků želv, které tuto schopnost neměly.
Želvy mají tvrdý zobák. Želvy používají čelisti k řezání a žvýkání potravy. Místo zubů jsou horní a dolní čelisti želv pokryty rohovitými hřebeny. Masožravé želvy mají obvykle hřebeny ostré jako nože, kterými se prokousávají kořistí. Býložravé želvy mají zubaté hřebeny, které jim pomáhají prořezávat tvrdé rostliny. Želvy používají jazyk k polykání potravy, ale na rozdíl od většiny plazů nemohou vystrčit jazyk, aby potravu chytily.
Horní část krunýře želvy se nazývá karapax. Spodní krunýř, který kryje břicho, se nazývá plastron. Karapax a plastron jsou na bocích želvy spojeny kostěnými strukturami, které se nazývají mosty.
Vnitřní vrstva želvího krunýře se skládá z přibližně 60 kostí. Zahrnuje části páteře a žeber, což znamená, že želva nemůže vylézt z krunýře. U většiny želv je vnější vrstva krunýře pokryta zrohovatělými šupinami zvanými šupiny, které jsou součástí vnější kůže neboli epidermis. Šupiny jsou tvořeny vláknitou bílkovinou zvanou keratin, která tvoří šupiny i u jiných plazů. Tyto šupiny překrývají švy mezi kostmi krunýře a dodávají krunýři pevnost. Některé želvy nemají zrohovatělé krovky. Například mořská želva kožnatka a želvy s měkkým krunýřem mají místo toho krunýř pokrytý kožovitou kůží.
Největším chelonem je mořská želva kožatka velká, která dosahuje délky krunýře 200 cm a hmotnosti přes 900 kg. Sladkovodní želvy jsou obvykle menší, ale u největšího druhu, asijské želvy softshellské Pelochelys cantorii, bylo zaznamenáno několik jedinců, kteří měřili až 200 cm nebo 80 palců (Das, 1991). To je méně než u známější želvy aligátoří, největšího chelonia v Severní Americe, která dosahuje délky krunýře až 80 cm a hmotnosti kolem 60 kg.
Nejdelší fosilní želva, Archelon, byla více než dvakrát delší než kožnatka a měřila až 4,5 metru.
První fosilní prvohorní želvy pocházejí ze svrchního triasu druhohor, tedy z doby před asi 220 miliony let. Jejich krunýř se vyvinul z kostěných prodloužení páteře a širokých žeber, která se rozšiřovala a srůstala dohromady, aby vytvořila kompletní krunýř. Ta poskytovala ochranu v každé fázi vývoje, i když kostěná složka krunýře nebyla úplná. To se ukázalo jako dlouhodobá adaptace a skupina jako celek přežila mnoho změn v mořích i několik vymírání.
V jihozápadní Číně byly nalezeny fosilie sladkovodní želvy Odontochelys semitestacea neboli "želvy se zuby na půl krunýře" z mladšího triasu. Odontochelys vykazuje kompletní kostěný plastron a neúplný karapax, podobný ranému stádiu embryonálního vývoje želvy. Ve svrchní juře se želvy široce rozprostřely a jejich fosilní historie se stává čitelnější.
Jejich přesný původ je záhadou. Raní amnioti neměli v lebce za očima žádné otvory. Otvory se vyvinuly v lebkách sauropsidů i synapsidů. Díky nim byla lebka lehčí, vznikly v ní úchytné body pro svaly a prostor pro svalové výčnělky. Želvy však tyto otvory v lebce nemají. Říkalo se jim "anapsidy", což znamená "bez otvorů".
Nakonec se předpokládalo, že se želvy vyvinuly ze sauropsidů, kteří měli lebeční otvory, ale želvy je ztratily v rámci vývoje směrem k těžkému obrannému pancíři. Všechny molekulární studie rozhodně potvrdily zařazení želv mezi diapsidy; některé řadí želvy do skupiny Archosauria nebo jako sesterskou skupinu k současným archosaurům.
Nejstaršími známými plně krunýřovitými želvami jsou Odontochelys, Chinlechelys a Proganochelys z pozdního triasu. První jmenovaný rod byl vodní, ale druhý byl pravděpodobně suchozemský. Měly již mnoho pokročilých želvích znaků, a tak měly ve svém původu pravděpodobně mnoho milionů let předcházejícího želvího vývoje a druhů. Chyběla jim však schopnost zatahovat hlavu do krunýře (a měli dlouhý krk) a (Odontochelys) měli dlouhý, špičatý ocas zakončený kyjovitě, což je tvar těla podobný ankylosaurům, vzniklý konvergentní evolucí.
Želvy se dělí na dva žijící podřády, Cryptodira a Pleurodira. Cryptodira je větší z obou skupin a zahrnuje všechny mořské želvy, suchozemské želvy a mnoho sladkovodních želv. Pleurodira jsou někdy označovány jako želvy s bočním krkem, což je odkaz na způsob, jakým stahují hlavu do krunýře. Tuto menší skupinu tvoří převážně sladkovodní želvy.
