Первые зубы у животных предназначались не для жевания — исследование
Зубы изначально развились как органы чувств, а не для пережевывания пищи, показало новое исследование ископаемых останков, результаты которого увидели свет на страницах Nature.
Первые зубоподобные структуры, по-видимому, были чувствительными узелками на коже ранних рыб, которые могли ощущать изменения в окружающей воде. Это открытие подтверждает давнюю идею о том, что зубы впервые появились вне рта, заявила палеонтолог Яра Хариди из Чикагского университета.
Некоторые доказательства этому уже получены, однако оставался очевидный вопрос, говорит исследовательница: «Какой смысл иметь все эти зубы снаружи?»
Одна из версий — что они служили защитной броней, но Хариди считает, что их функция была сложнее. «Конечно, хорошо покрыть себя твердыми структурами, но что, если они еще и помогут чувствовать окружающую среду?» — предположила она.
Полноценными зубами могут похвастаться только позвоночные, такие как рыбы и млекопитающие. У некоторых беспозвоночных есть похожие на зубы структуры, но их ткани совершенно иные. Это означает, что зубы возникли в ходе эволюции самых ранних позвоночных — рыб.
Хариди и ее коллеги повторно изучили окаменелости, которые считались древнейшими примерами рыбьих зубов, используя синхротрон для их сканирования с беспрецедентной детализацией.
Сначала они сосредоточились на фрагментарных окаменелостях вымерших парноноздревых Anatolepis, датируемых поздним кембрийским периодом (539–487 млн лет назад) и ранним ордовикским периодом (487–443 млн лет назад). У этих животных был твердый экзоскелет с трубочками.
Предполагалось, что эти трубочки состоят из дентина — главной зубной ткани. В человеческих зубах дентин представляет собой желтый слой под твердой белой эмалью и помимо основной выполняет множество функций, включая восприятие давления, температуры и боли.
Отсюда возникла гипотеза, что трубочки — не что иное, как предшественники зубов одонтоды, а Anatolepis — ранняя рыба.
Исследование, однако, эту стройную идею опровергло. «Мы увидели, что внутреннее устройство [трубочек] вовсе не как у позвоночных», — говорит палеонтолог.
Изучив схожие образования у разных животных, ученые пришли к выводу, что трубочки больше всего напоминают сенсиллы — органы чувств на экзоскелетах членистоногих, таких как насекомые и пауки. Эти структуры выглядят как бугорки или мелкие волоски и реагируют на различные явления. «Они могут воспринимать вкус, вибрацию или изменения воздушных потоков», — объясняет Хариди.
Это означает, что Anatolepis — не рыба, а членистоногое, и канальцы на его теле не имеют никакого отношения к зубам.
«Дентин, вероятно, стал новинкой у позвоночных, но сенсорные способности твердых внешних покровов появились гораздо раньше у беспозвоночных», — прокомментировал эволюционный биолог Гарет Фрейзер из Флоридского университета.
Если исключить Anatolepis, то самые древние известные зубы были у Eriptychius, которые появились только с ордовикского периода. У них был настоящий дентин — в одонтодах на коже.
По мнению Хариди, что беспозвоночные вроде Anatolepis и ранние позвоночные, такие как Eriptychius, независимо друг от друга развили твердые чувствительные узелки на коже.
«Этим совершенно разным животным нужно было ориентироваться в мутных водах древних морей», — напоминает она.
Подтверждение этой версии команда нашла в одонтодах на коже некоторых современных рыб — к ним до сих пор подведены нервы, что указывает на сенсорную функцию.
Когда некоторые рыбы стали активными хищниками, им понадобился способ удерживать добычу, поэтому твердые одонтоды переместились в рот, где ими стало можно кусать и жевать.
«Исходя из имеющихся данных, зубоподобные структуры, вероятно, впервые появились на коже ранних позвоночных, прежде чем эти структуры проникли в ротовую полость и превратились в зубы», — заключил Фрейзер.
