Каждый слышал старинное выражение: «Ты то, что ты ешь». Во многих отношениях более точным высказыванием является фраза: «Ты то, что ты съел». В этой версии популярного афоризма не говорится о жареном цыпленке со вчерашнего ужина или о сегодняшних утренних тостах и кофе. Это, скорее, отсылка к нашим далеким предкам, которые выживали миллионы лет назад в африканской саванне и питались клубнями, луковицами и корнями. А также к нашим более поздним предкам, которые охотились на крупных животных, притаскивали их на свои первобытные стоянки и делили у костра.
В человеческом теле версия «Ты то, что ты съел» нигде так не верна, как в форме и структуре челюсти и зубов. Несмотря на то, что виды и обилие пищи, которые составляют наш рацион, в прошлом быстро менялись, трансформация таких прочных структур, как коренные зубы и нижние челюсти, — это очень медленный процесс. Зубы и кости, из которых состоит челюсть, могут видоизменяться со временем, но они не способны делать это настолько быстро, чтобы поспевать за такой движущейся мишенью, как человеческая диета. В результате на протяжении всей истории человеческому рту приходилось выполнять работу, для которой он не особенно хорошо подходил.
Эту дискуссию следует начать с фундаментального вопроса: что появилось первым, челюсти или зубы? Ответ здесь менее очевиден, чем в случае с вопросом «курица или яйцо», который все любят задавать. Самое запутанное в вопросе «челюсти или зубы» — то, что на протяжении всей истории эволюции животных твердые образования, называемые одонтодами, оказывались во многих иных местах, кроме рта. Одонтоды настолько тверды, что их называют зубоподобными структурами.
Одонтоды без проблем окаменевают (будучи, как вы знаете, очень твердыми), и поэтому имеются полные сведения об их эволюции начиная с самых ранних позвоночных. Если коротко, оказывается, что зубы (или, по меньшей мере, зубоподобные структуры) существовали задолго до того, как появились челюсти. Просто они не все были так хорошо организованы в ротовой полости, как это обычно предполагают. Одонтоды представляли собой либо плоские структуры, называемые кожными зубчиками (или плакоидными чешуйками), которые укрепляли кожу древних рыб, либо глоточные зубы в горле примитивных обитателей океана.
Такие чешуйки сохранились до наших дней и встречаются в виде чешуи у хрящевых рыб, включая акул и скатов. Не нужно далеко ходить за доказательствами наличия глоточных зубов у современных живых организмов. Собственно говоря, глоточные зубы присутствуют в миллионах домов по всему миру — повсеместно распространенная аквариумная золотая рыбка является хорошим примером современного организма с зубами в глотке.
Реальная дискуссия здесь заключается в том, от какого набора примитивных зубов (кожных или глоточных) произошли зубы в ротовой полости. В одном углу скалят свои зубы сторонники гипотезы «снаружи — внутрь». Как подсказывает название, эта группа ученых аргументирует, что плакоидные чешуйки, или кожные зубы, со временем мигрировали в область вокруг ротовой полости и внутрь нее. А сторонники гипотезы «изнутри — наружу», наоборот, утверждают, что зубы возникли в полости глотки и в конце концов мигрировали в полость рта.
Вне зависимости от того, возникли они в коже или в глотке, зубы в конце концов оказались во рту. Бесчелюстные рыбы с зубами полости рта, называемые агнатанами, широко представлены в палеонтологической летописи. Вымершие ныне угреобразные конодонты плавали в океанских водах начиная примерно с зари палеозойской эры (542 миллиона лет назад). Они прошли долгий путь к успеху, прежде чем столкнулись с проблемами спустя несколько сотен миллионов лет.
Быть бесчелюстной рыбой с зубами весьма приятно в мире, населенном исключительно другими бесчелюстными рыбами, трилобитами и мягкими морскими червями. Это даже приемлемо в мире, где у рыб есть челюсти, но нет зубов в ротовой полости. Однако отнюдь не приятно существовать в мире, наполненном акулами. Когда наступил девонский период палеозойской эры (или эпоха рыб, которая была около 400 миллионов лет назад), жизнь бесчелюстных рыб стала все сильнее походить на борьбу за выживание. Большинство из них не пережили девонское массовое вымирание. До наших дней дожили около 120 видов упрямых и стойких бесчелюстных миксин и миног.
Это была непростая эволюционная ситуация для такого ничем не выдающегося переходного организма, как миксина. Появление более причудливых, пронырливых и в целом более высокоразвитых форм жизни обычно означает конец переходных видов. Миксине же удалось переломить эту тенденцию. Увидев одну из них вблизи, можно понять, почему они преодолели эволюционный вызов. Миксины — одни из самых гадких, скользких и наименее привлекательных животных, когда-либо плававших в океане. Несмотря на отсутствие челюстей, они смогли выжить именно потому, что крайне неаппетитны.
По несчастному стечению обстоятельств миксина оказалась недостаточно отталкивающей для людей с ненасытной тягой ко всему экзотическому. В некоторых культурах этот вид считается деликатесом, а также используется в производстве изделий из кожи. Видимо, где-то есть люди, которые не могут жить без ботинок из кожи этого бесчелюстного. В результате многие виды миксин сейчас находятся под угрозой исчезновения из-за чрезмерного морского промысла.
Важно понимать, что челюсти и зубы имеют независимое эволюционное происхождение. Осознание эволюционной независимости челюстей и зубов имеет решающее значение для ответа на вопрос «почему наши зубы нам не подходят?». Когда одна из структур претерпела заметное изменение (например, челюсть стала меньше), зубы не последовали этому примеру автоматически. Мутация гена, контролирующего размер челюсти, не может чудесным образом вызвать мутацию гена, контролирующего размер зубов. Если бы клетки могли точно связывать мутации вместе подобным образом, мы бы все имели идеальные зубы, и ортодонтам пришлось бы подыскивать себе новую работу.
Книга «Ловушка эволюции. Почему наше тело болит» (16+) редакция «Лёд» «Науки о Земле и космосе (Лёд)» расскажет о природе кривых зубов, плохого зрения, растяжений и вывихов, порванных связок, удушья, плоскостопия, болей в пояснице и т.д.: