Происхождение зубов: как чешуя тела могла мигрировать в рот

На протяжении большей части 3,7-миллиардной истории Земли в естественном мире не было зубов в том виде, в каком мы их знаем. Тем не менее, обычно подчеркивается безжалостная и жестокая сторона природы, символизируемая зубами и когтями. Однако так было не всегда, поскольку зубы появились только около 500 миллионов лет назад. Следовательно, на протяжении примерно 86% существования жизни на нашей планете природа проявляла свою беспощадность иными способами.

В сфере палеонтологии продолжаются споры о происхождении зубов. Эта тема стала спорным предметом спора между двумя противоположными теориями. Одной из точек зрения является теория внутреннего развития, предполагающая, что зубы развивались независимо от внешних особенностей внутри рта и появлялись примерно на своем нынешнем месте. Противоположная точка зрения — это теория внешнего происхождения, предполагающая, что зубы изначально возникли как внешняя броня, а затем позже переместились в рот.

Идея о том, что зубы могли возникнуть вне рта, которая одновременно тревожит и противоречит нашим фундаментальным убеждениям, по-прежнему правдоподобна, основываясь на новом исследовании, опубликованном в журнале анатомии.

Проводя исследования необычных видов рыб, известных как рыба-пила, в Пенсильванском университете в Беренде, ученые непреднамеренно оказались втянутыми в запутанный стоматологический спор. Рыба-пила имеет общее происхождение с нынешними акулами и скатами, но обладает необычной чертой: удлиненной мордой, украшенной ростральными зубчиками. Эти зубчики, напоминающие пилообразные зубы, служат для рыб как орудиями добывания пищи, так и защитными механизмами. Несмотря на то, что они не собирались этого делать, исследователи оказались втянуты в сложности этой стоматологической проблемы, изучая эти удивительные структуры, похожие на бензопилу, на морде рыбы-пилы.

У современных рыб-пил, возможно, нет настоящих зубов, но их кожные зубчики очень похожи. Эти зубцы, обнаруженные на коже акул и скатов, придают ей грубую текстуру, напоминающую наждачную бумагу. Вблизи они выглядят как миниатюрные зубы и содержат вещество, похожее на зубную эмаль.

Основная идея происхождения зубов «снаружи внутрь» заключается в том, что эти кожные зубцы специализировались по мере того, как они мигрировали ближе ко рту, пока в конечном итоге не стали острыми, как бритва, жевательными инструментами, которые мы знаем и боимся сегодня. Однако на сегодняшний день между внешней чешуей и челюстью существует разрыв, который нам не удалось закрыть. Если зубы произошли от дермальных зубчиков, мы должны ожидать, что они превратятся в нечто более похожее на зубы по мере продвижения ко рту. Это делает ростральные зубцы рыбы-пилы идеальным местом для поиска.

Ученые исследовали окаменелые мордовые зубы Ischyrhiza mira, вымершего вида рыбы-пилы из мелового периода. Вопреки первоначальным предположениям, эти зубоподобные структуры не были похожи на чешую, обнаруженную на остальном теле рыбы. Вместо этого они продемонстрировали уникальные характеристики, которые отличали их.

С помощью электронного микроскопа мы обнаружили, что ростральные зубцы, выстилающие морду, заметно отличались от других чешуек тела. Их главное отличие заключается в эмалоидном покрытии поверхности, которое больше напоминает акульи зубы, чем обычную чешую тела. По сути, их внутренняя структура имеет большее сходство с зубами акулы.

Было обнаружено, что сложная структура ростральных зубчиков удивительно похожа на кристаллы и напоминает структуру обычных зубов. Эта особенность повышает их устойчивость к давлению кормления, как и следовало ожидать в случае развивающихся зубов.

Чешуя тела этого организма открывает потенциальный путь для его развития в зубоподобные структуры, напоминающие те, что наблюдаются у его ближайших родственников. Мы можем предполагать два сценария. Либо эти чешуйки в течение длительного периода времени трансформировались в зубы, либо зубы появились независимо друг от друга и имели поразительное сходство. Хотя эволюционное сближение черт, выполняющих схожие функции, не является чем-то беспрецедентным, непосредственная близость этих частей тела позволяет предположить, что зубы рыб и, в конечном итоге, людей могли возникнуть как грубые чешуйки, мигрировавшие в область рта.

Акулы, скаты и рыбы-пилы казались странными и пугающими еще до того, как мы обнаружили, что их тела состоят преимущественно из мышц, окруженных рядами зубов. Интересно осознавать, что наши собственные зубы напоминают древние доспехи, которых у нас больше нет.

Смотрите также

2024-04-24 13:26

Смотреть SurrealEstate

Смотрите также