Сейчас зубы есть практически у всех позвоночных, а у кого нет, вроде муравьедов, те утратили их вторично. Причём устроены эти зубы примерно одинаково у всех, что говорит о том, что появились они очень давно, ещё у общего предка всех вообще современных позвоночных. Даже у современных бесчелюстных вроде миног и миксин, зубы и то есть.
Однако, судя по всему, зубы у позвоночных появились не только до челюстей, но и до черепа. И если сейчас задача даже самых примитивных зубов — захват и удержание добычи, то первые зубы явно были предназначены не для этого и даже находились не во рту. Где первоначально появились зубы и зачем они были там нужны — предмет давнего спора между палеонтологами. Одни утверждают, что зубы появились в глотке, другие — что наоборот, снаружи, на коже.
Чтобы выяснить этот вопрос, учёные обратились к окаменелостям самых первых несомненных позвоночных, живших около полумиллиарда лет назад. Собственно, что-то похожее на зубы палеонтологи находили ещё в прошлом веке в окаменелостях примитивных организмов родов Anatolepis и Eriptychius. Эти одонтоиды состояли из пульп, окружённой дентином и были порыты эмалью, то есть в общих чертах повторяли современный зуб.
Многие исследователи полагали, что именно эти структуры и стали позже настоящими зубами, но этому предположению недоставало доказательств. Чтобы всё же проверить эту гипотезу более строго, американские палеонтологи исследовали окаменелости Anatolepis и Eriptychius, живших в кембрии и ордовике соответственно, с помощью современных методов, позволяющих создавать трёхмерные модели с точностью до микрона.
Долгое время Anatolepis считался причудливым позвоночным с экзоскелетом, покрытым наростами из дентина, которые у его потомков стали зубами. Однако при подробном исследовании этих наростов учёных ждал сюрприз. Оказалось, что их внутреннее строение не похоже не только на одонтоиды, но и вообще на какие бы то ни было ткани и органы позвоночных.
При сравнении же с тканями животных других типов оказалось, что загадочные наросты более всего напоминают сенсиллы членистоногих — волоски на поверхности их тел, служащие универсальным органом чувств, с помощью которого членистоногие ощущают касания, вибрацию, запах и вкус. То есть предполагаемое позвоночное в итоге оказалось примитивным членистоногим. И естественно, к зубам позвоночных его наросты отношения не имеют.
Ошибившись с Anatolepis, исследователи переключили своё внимание на Eriptychius. Это уж точно было позвоночное, примитивное бесчелюстное, у которого, в отличие от современных представителей этого типа, во рту зубов не было. И вот у этого позвоночного, жившего в ордовике, 465 миллионов лет назад, наросты на теле и в самом деле оказались одонтоидами. Причём состояли они из дентина, микроструктура которого в точности соответствовала структурам в зубах современных позвоночных.
Заинтересовавшись вопросом, а зачем, собственно, древнему родичу миноги понадобились зубы снаружи тела, да ещё в таком количестве, учёные обнаружили, что вся эта дентиновая структура буквально пронизана сетью канальцев, в которых при жизни животного, вероятно, проходили нервные волокна.
Напрашивался вывод о том, что будущие зубы первоначально возникли как орган чувств на коде, чтобы улавливать как минимум изменения температуры и давления воды. То есть то, чем мы сейчас жуём, первоначально возникло на коже, и предназначалось для восприятия характеристик окружающей среды. Такое восприятие сохранилось у нас и по сию пору, только оно нас не радует и ощущается как зубная боль.
Получается, что предки членистоногих и позвоночных независимо выработали функционально почти одинаковые структуры — выросты на теле, которые служили органами чувств. Это, в общем, и не удивительно — многоклеточная жизнь в те времена кипела в основном у дна, в полумраке и в мутной от ила и водорослей воде. От глаз там толку было мало, а вот сенсорные органы были очень полезны.
Позже, впрочем, этим решениям нашлись разные применения. Когда и позвоночные, и членистоногие стали питаться крупной и твёрдой пищей, её потребовалось измельчать. И если членистоногие оставили органы чувств там, где они и были изначально, а мандибулы вырастили из наростов экзоскелета, то позвоночные сделали чувствительной всю кожу, а одонтоиды отправили в рот, где они и стали зубами.
Между прочим, подтверждение такого пути развития мы находим у современных рыб. Некоторые из них, обзаведясь зубами, сохранили одонтоиды с нервными окончаниями и на поверхности тела, где эти «родственники» зубов продолжают исполнять свою древнейшую функцию — помогать своим владельцам ориентироваться в мутной воде. Совместно, видимо, с боковой линией.
