Исследователи впервые описали ключевые различия в замене зубов у змей и других рептилий. В отличие от других пресмыкающихся, у змей старые зубы выпадают в результате действия клеток одонтокластов, разрушающих изнутри их структуру. Эта уникальная особенность появилась в эволюционной истории змей даже раньше, чем утрата конечностей.
Большинство рептилий, в отличие от млекопитающих, в течение жизни много раз меняют зубы. В основном этот процесс начинается с формирования так называемой сменной ямки, которая образуется на челюсти, когда начинает расти новый зуб. Она разъедает основание старого зуба и помогает ему выпасть. У змей же сменной ямки нет, и их челюсти не сохраняют никаких следов многочисленной смены зубов.
Теперь ученые из Королевского колледжа Лондона (Великобритания) описали, как происходит процесс смены зубов у змей. Оказалось, его обеспечивают специальные крупные клетки — одонтокласты, которые разрушают дентин изнутри зуба. Этот процесс ослабляет основание зуба настолько, что оно отрывается от челюсти, позволяя новому зубу втиснуться на место предшественника. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
С каждым годом ученые обнаруживают все больше новых видов древних ископаемых змей, относящихся к самому началу эволюционной истории этих рептилий. Поэтому иногда границы между «ящерицей» и «змеей» кажутся размытыми. Исследователям требуются анатомические признаки, уникальные для живых и вымерших видов змей, которые позволят точно идентифицировать окаменелости. С этой точки зрения механизм смены зубов оказался той самой уникальной для змей анатомической особенностью.
С помощью методов компьютерной томографии, позволяющей исследовать структуру зуба, не разрушая его целостность, ученые показали, что уникальная форма замены зубов встречается по всему эволюционному древу змей. Сперва авторы работы заглянули внутрь зубов скелетов ныне живущих видов и обнаружили там следы деятельности одонтокластов.
Затем исследователи применили томографию для выявления следов одонтокластов внутри зубов гигантской ископаемой змеи из рода Yurlunggur, а также одной из древнейших известных змей — Portugalophis, жившей около 150 миллионов лет назад. Подобный механизм смены зубов появился у змей даже раньше того, как они полностью потеряли конечности.