Вы когда-нибудь задумывались, почему зубы так чувствительны к боли или холодным напиткам? Возможно, это связано с их происхождением. Новое исследование показывает, что зубы эволюционировали более полумиллиарда лет назад вовсе не для жевания, а как органы чувств, помогающие нашим древним предкам выживать.
Происхождение зубов и загадка одонтодов
Долгое время учёные пытались выяснить, откуда появились зубы. Принято считать, что их предшественниками были одонтоды — твёрдые образования, которые возникли не во рту, а на поверхности тела древнейших рыб около 500 миллионов лет назад. Эти структуры выполняли совсем иную функцию, чем привычные нам зубы. Даже сегодня акулы и скаты покрыты микроскопическими «кожными зубами», которые делают их кожу шершавой, словно наждачная бумага.
Существовало несколько гипотез: одонтоды могли защищать от хищников, облегчать движение в воде или служить запасом минералов. Но исследование, опубликованное в журнале Nature, подтверждает, что они изначально могли быть органами чувств, передающими сигналы нервам.
Как палеонтологи нашли ответ
Ведущий автор исследования Яра Хариди не ставила целью выяснить происхождение зубов — её интересовал вопрос, какая окаменелость позвоночного животного является самой древней. Она собрала сотни образцов окаменелостей из музеев США и проанализировала их с помощью компьютерной томографии.
Особое внимание Хариди уделила дентину — ткани зубов, которая передаёт сенсорные импульсы нервам. В процессе анализа она обратила внимание на окаменелость Anatolepis, чей экзоскелет был покрыт каналами, похожими на канальцы зубов. Сначала учёные предполагали, что Anatolepis — это первая известная рыба. Но сравнение показало, что эти канальцы скорее напоминают сенсорные структуры — сенсиллы, характерные для членистоногих.
Таким образом, Anatolepis оказался не рыбой, а беспозвоночным, что заставило пересмотреть многие представления о ранней эволюции зубов.
Сенсиллы: от древних животных до современных рыб
У современных членистоногих — крабов, скорпионов, пауков — сенсиллы используются для восприятия температуры, вибрации и запаха. Поскольку их функции мало изменились за сотни миллионов лет, учёные предполагают, что одонтоды также служили древним сенсорным устройством.
Хариди и её коллеги провели эксперименты на современных рыбах и обнаружили, что внешние зубы сомов и акул содержат нервные окончания, чувствительные к прикосновениям и изменениям окружающей среды. Это значит, что первые зубатые рыбы, возможно, чувствовали окружающий мир именно зубами. По сути, зубы были «сенсорными антеннами», а не инструментами для измельчения пищи.
«Мы показали, что одонтоды выполняли сенсорную роль, — говорит Хариди. — Членистоногие и ранние позвоночные независимо выработали похожие решения для одной и той же задачи — выживания в среде, полной опасностей».
Эволюция зубов: от сенсоров к жевательным инструментам
Со временем у рыб развились челюсти, и наличие острых структур возле рта оказалось полезным для захвата и измельчения пищи. Сенсорная функция постепенно уступила место механической, но чувствительность зубов не исчезла. Именно поэтому наши зубы так остро реагируют на раздражители — от горячего чая до сладкой газировки.
Эволюция зубов была связана с переходом животных на новые источники пищи. У первых наземных позвоночных зубы стали ключевым инструментом для пережёвывания. У млекопитающих они приобрели ещё большее разнообразие форм — резцы, клыки, коренные — каждая из которых выполняла свою задачу.
Почему зубная боль — эхо древней эволюции
Зубная боль, как утверждают исследователи, — это отголосок древней сенсорной функции зубов. Наши предки ощущали мир зубами, и эта способность частично сохранилась. Чувствительность дентинных канальцев, по сути, является пережитком тех самых сенсорных структур, которые когда-то помогали рыбам выжить в опасной среде.
«Можно сказать, что боль в зубах — это древний сигнал тревоги, доставшийся нам от рыб», — отмечает Хариди. — «Она напоминает, что зубы были не только инструментом, но и важным органом чувств».
Значение нового открытия
Это открытие помогает учёным лучше понять эволюцию позвоночных животных.
«Зубы — это своеобразный летописец биологической истории, — говорит Нил Шубин из Чикагского университета. — Они хранят память о миллионах лет эволюции и показывают, что сенсорные системы животных развивались параллельно с системами питания и защиты».
Исследования происхождения зубов также могут помочь стоматологии. Понимание их сенсорной природы позволит создавать новые методы лечения боли, учитывающие древние механизмы чувствительности.
Вывод
История зубов — это история выживания. Они начинали как сенсорные органы, помогающие нашим предкам ориентироваться в мире, а затем превратились в мощный инструмент для получения пищи. И теперь, каждый раз ощущая зубную боль, мы, возможно, чувствуем отголосок событий, которые происходили сотни миллионов лет назад.