Споры о происхождении первых зубов у позвоночных долгое время не утихали в научном сообществе. Некоторые исследователи предполагали, что зубы сначала образовались в глотке бесчелюстных существ, а затем с развитием челюстей переместились в рот. Другие считали, что зубы произошли от твердых наростов на коже древних рыб. Палеонтологи из США, изучив ряд окаменелостей, поставили точку в этом вопросе.
Считалось, что зубы появились для захвата добычи, ее удержания и укусов. Происхождение зубов долгое время оставалось загадкой. Палеонтологи изучали останки древних рыб возрастом до 500 миллионов лет, чтобы выяснить, возникли ли зубы «изнутри» или «снаружи».
Еще в XX веке палеонтологи находили В окаменелостях, например, тех, что принадлежат вымершим организмам. Anatolepis и Eriptychius, твердые структуры, похожие на зубы, — одонтоиды. Они состояли из мягкой пульпы, окруженной дентиномА покрывал их минерализованное вещество — эмалевидное покрытие. Некоторые специалисты полагали, что одонтоиды, возможно, предшествовали настоящим зубам, но подтверждающих данных не находилось.
Группа палеонтологов из Америки, возглавляемая Ярой Хариди, Yara HaridyУчёные из Чикагского университета решили проверить эту гипотезу повторно. Anatolepis и Eriptychius, которые жили в кембрийском и ордовикском периодах соответственно. С помощью синхротрона в Аргоннской национальной лаборатории Учёные изготовили трёхмерные модели образцов с точностью до микрона, открыв тайны внутренней структуры данных организмов.
Anatolepis долго считали Древнейшие позвоночные имели на экзоскелете небольшие бугорки, которые считали дентинными одонтиодами — предшественниками зубов. Но новый анализ показал, что внутреннее строение бугорков не похоже на ткани позвоночных.
В ходе сравнительного анализа с другими организмами установлено, что по анатомии бугорки… Anatolepis ближе к сенсиллам Чувствительные волоски на теле членистоногих, называемые сенсиллами, позволяют им воспринимать мир: запахи, вкусы, прикосновения и колебания.
Вывод оказался однозначным: Anatolepis — Не костные, а членистые. Его строение не имеет связи с «протозубами».
Тогда палеонтологи обратились к окаменелостям Eriptychius Это род бесчелюстных позвоночных – одни из древнейших известных рыб, живших в ордовикский период 465 миллионов лет назад. На теле этих древних рыб, как и у представителей рода Anatolepis, имелись бугорки. Исследования показали, что эти структуры – одонтоиды, содержащие дентин, идентичный тому, что присутствует в зубах.
Соединение одонтоидов с сетью нервных канальцев заставило учёных предположить, что бугорки выполняли сенсорные функции. Возможно, они помогали… Eriptychius Следить за колебаниями давления и температуры воды. Исследователи полагают, что дентин у одонтоидов изменять тело Eriptychius в гигантский орган чувств.
Хариди с соратниками установили, что зубоподобные структуры из дентина первоначально располагались не в ротовой полости, а на теле. Эти образования предназначались не для жевания, а для восприятия внешнего мира.
По мнению палеонтологов, и Anatolepis, и Eriptychius Независимо друг от друга сформировали сходные структуры — прочные, чувствительные образования на коже. Оба организма обитали в мутных морях древности, где ориентироваться приходилось в полумраке, среди водорослей и осадков. Там зрение было малоэффективным, а вот чувствительность к изменениям воды давала реальное преимущество.
Встречающиеся сегодня рыбы поддерживают данную идею. У некоторых из них сохранились кожные одонтоиды с чувствительными окончаниями, что свидетельствует о сохранении их восприимчивости.
С течением времени эволюция вызвала изменения. Когда некоторые рыбы стали хищниками, одонтоиды получили новую функцию — хватать и удерживать добычу, чтобы та не вырвалась. В результате эти твердые кожные «отростки» переместились в рот и превратились в то, что мы называем зубами.
В статье опубликованы выводы палеонтологов. опубликованной в журнале Nature.