Здравствуйте, дорогие мои читатели!
Зубы играют центральную роль в экологии большинства позвоночных – для ловли добычи, обработки пищи и даже привлечения самца.
Неудивительно, что учёные, давно интересуются тем, как впервые развились зубы.
Друзья! Проявляйте свою активность, оставляйте свои комментарии, иначе неразумная автоматика сочтёт канал пустышкой, прекращает его предлагать Вам, и блокирует его!
В течение многих лет рассматривались акульи зубы, с их конвейерной лентой системы замены зубов, как родовые модели для зубов.
Но последние достижения в этой области исследований показали, что группа колючих рыб, известных как акантодианы, были первыми предками современных акул, что подтолкнуло учёных провести детальное исследование зубов акантодианов.
Обнаруженное, поставило под сомнение пригодность современных акул в качестве моделей для самых ранних зубов.
Были изучены челюсти акантодий из Арктического региона Канады. Окаменелости сохранились в известняке, который растворяли в кислоте, оставляя челюсти настолько хорошо сохранившимися, что их почти можно было принять за недавно подготовленную кость, несмотря на то, что им было более 400 миллионов лет.
Эти драгоценные окаменелости были перенесены в синхротрон – тип ускорителя частиц – в Институте Пауля Шеррера в Швейцарии.
Рентгеновские лучи
В синхротроне электроны возбуждаются, образуя высокоэнергетический рентгеновский луч.
Рентгеновский луч можно использовать для сканирования окаменелостей. Результат похож на больничную компьютерную томографию, которая накладывает несколько рентгеновских лучей друг на друга для создания трёхмерных изображений, но с гораздо большим разрешением: наши сканы имели разрешение 0,74 микрометра (0,00074 мм).
Качество сохранности окаменелостей и результаты сканирования были таковы, что было возможно воссоздать детальную трёхмерную историю роста этих челюстей и зубов с помощью специального программного обеспечения.
Обнаружено, что эти акантодии имеют две совершенно различные формы зубов. Во-первых, зубы были прикреплены к челюстной кости в последовательности рядов. Во – вторых, в передней части челюсти был зубной завиток-полукруглое расположение зубов, которые вращались по мере добавления новых.
Эти результаты сразу же вызвали интерес, отчасти потому, что эти наборы зубов так отличались от современных акул, но также и потому, что они казались странно знакомыми. В 2012 году с помощью синхротронных сканирований были описали аналогичные зубные ряды у другой вымершей группы рыб-плаценты. С другой стороны, зубчатые завитки выглядели почти идентичными структурам, найденным у самых старых костистых рыб, группы, которая, в конечном счёте, является предком человека.
Это привело к вопросу: обладали ли акантодии с их сочетанием зубных завитков и зубных рядов предковой формой зубов?
Эволюционное дерево
Такую гипотезу конечно необходимо проверить, и что бы это проверить нужно было построить эволюционное древо позвоночных, начиная с того времени, когда зубы впервые появились в ископаемой летописи. Используя это дерево, учёные провели тысячи симуляций эволюционной истории зубов, производя вероятностные оценки типов зубов предков.
Результаты этих симуляций полностью перевернули наши ожидания. Вместо того чтобы демонстрировать родовую форму зубов, акантодии фактически развили свои зубные ряды и завитки зубов совершенно независимо от других групп.
То, что было действительно обнаружено, было замечательным случаем параллельной эволюции. Предположение, что предковая форма зубов представляла собой скопления мелких, неспециализированных зубов без рисунка оправдывается. Начиная с этой начальной точки сложные зубы, эволюционировали много раз, причём различные группы позвоночных независимо находили одни и те же решения.
Все это также означает, что зубы современных акул практически ничего не говорят нам о происхождении зубов. Конвейерная система замены зубов у акул эволюционировала как один из многих естественных экспериментов в ранней эволюционной истории зубов, который, как, оказалось, сохранился до наших дней. К сожалению, это также означает, что зубы живых акул не являются лучшей моделью для поиска терапевтических решений стоматологических проблем человека.
Результаты действительно говорят нам кое-что очень интересное о природе эволюции зубов. Зубы образуют независимые единицы, или “модули”, что придаёт им гибкость в процессе развития. Это позволяет зубам адаптироваться к формированию ошеломляющего множества разнообразных форм, помогая объяснить наблюдаемые нами эволюционные паттерны.
Как только простые зубы эволюционировали, произошёл немедленный взрыв адаптации. Возможно, этот адаптивный взрыв так и не закончился. Снова и снова в ходе эволюции мы видим необычные и узкоспециализированные зубы. Резцы грызунов, клювы попугаев и множество других примеров можно считать более поздними примерами серии “естественных экспериментов”, начавшихся более 400 миллионов лет назад.
Друзья!
Надеюсь, статья Вам понравилась, и Вы не откажете себе в удовольствии оставить свой комментарий и лайк.
Подписка же поможет Вам не потерять канал во множестве иных.
В статье использован и материал «Evolution of a smile: 400 million year old spiny fish overturns shark theory of tooth origins».