Ранние акулы, жившие около 300–400 миллионов лет назад, не только опускали свои челюсти вниз, но и могли выворачивать их наружу, когда открывали рот. Используя 3D-печать и компьютерную томографию, палеонтологи из Цюрихского университета и Чикагского университета показали, что это умение позволяло акулам наилучшим образом использовать свои огромные и обращённые внутрь зубы во время охоты.
У многих современных акул зубы расположены в несколько рядов, их легко заметить, если акула приоткроет рот, и при потере одного зуба его быстро заменяет другой. Однако так было не всегда. Зубы предков современных хрящевых рыб (Сhondrichthyan), включающих акул, скатов и химер, отрастали значительно медленнее. При закрытом рте зубы более старые и мелкие стояли на челюсти вертикально, в то время как более молодые и крупные зубы были повёрнуты к языку, что делало их незаметными, когда пасть была закрыта.
Палеонтологи из Цюрихского университета, Чикагского университета и естественно-научного музея и национального исследовательского института биоразнообразия Naturalis в Лейдене (Нидерланды) изучили структуру и функции этой своеобразной конструкции челюсти, основываясь на находке из Марокко возрастом 370 миллионов лет. С помощью компьютерной томографии исследователи смогли не только реконструировать челюсть, но и изготовить её 3D-модель. Это позволило им создать симуляцию и протестировать механику челюсти.
В процессе работы учёные обнаружили, что, в отличие от человеческих, две части нижней челюсти акулы не были сросшимися. Это позволило животному не только опускать половинки челюсти вниз, но и выворачивать их наружу. «Благодаря такому вращению, более молодые, крупные и острые зубы, которые обычно были спрятаны внутри пасти, были вывернуты наружу. Это облегчало хищникам охоту за добычей. — объяснила ведущий автор исследования Линда Фрей. — Когда челюсти смыкались, зубы, пронзившие добычу, проталкивали её внутрь пасти».
Этот механизм позволял не только использовать более крупные спрятанные внутри зубы, но и участвовать животным в процессе всасывания пищи. «В сочетании с выворачиванием наружу открытие челюстей заставляет морскую воду переходить в ротовую полость, в то время как закрытие челюстей приводит к механическому притяжению, которое захватывает и обездвиживает добычу».
Эта конструкция челюсти долгое время ускользала от исследований, поскольку хрящи не минерализуются и, как правило, плохо сохраняются. «Прекрасно сохранившаяся окаменелость, которую мы исследовали, уникальна», — сказал палеонтолог из Цюрихского университета и соавтор исследования Кристиан Клюг. Он и его команда учёных считают, что описанный тип челюстного сустава играл важную роль в эру палеозоя. Однако с увеличением частоты смены зубов эта система устарела и была заменена своеобразными и более сложными челюстями современных акул и скатов.
Перевод Екатерина Хананова, редактор Елена Королёва.