Эволюция улыбки: 400-миллионолетняя колючая рыба опровергает акулью теорию происхождения зубов
Долгое время зубы современных акул с их конвейерной системой замены считались моделью для самых ранних зубов. Однако новые данные показали, что предками акул были колючие рыбы — акантоды.
Учёные изучили челюсти акантод из канадской Арктики возрастом более 400 миллионов лет. Ископаемые сохранились в известняке, который растворили кислотой. Челюсти исследовали на синхротроне (типе ускорителя частиц) в Институте Пола Шеррера (Швейцария).
Рентгеновское сканирование
С помощью высокоэнергетического рентгеновского луча синхротрона были получены трёхмерные изображения с разрешением 0.74 микрометра (0.00074 мм).
Анализ показал, что у акантод было две формы зубов:
- Зубы, прикреплённые к челюстной кости последовательными рядами.
- На передней части челюсти — зубной венчик: полукруглое расположение зубов, которое вращалось по мере добавления новых.
Эти структуры отличались от зубов современных акул, но были похожи на зубы других вымерших групп: ряды зубов — у плакодерм, а зубные венчики — у древнейших костных рыб (предков человека).
Эволюционное древо
Чтобы проверить гипотезу о том, что комбинация венчиков и рядов у акантод была предковой формой, учёные построили эволюционное древо позвоночных того времени и провели тысячи симуляций истории эволюции зубов.
Результаты опровергли ожидания. Зубные ряды и венчики акантод развились независимо от других групп — это случай параллельной эволюции.
Расчёты показали, что предковой формой были беспорядочные скопления мелких неспециализированных зубов. От этой отправной точки сложные зубы эволюционировали много раз, и разные группы позвоночных независимо находили одни и те же решения.
Выводы
- Зубы современных акул не являются моделью для самых ранних зубов. Их конвейерная система замены — лишь один из многих «природных экспериментов» ранней эволюции зубов, который случайно дожил до наших дней.
- Зубы живых акул — не лучшая модель для поиска терапевтических решений проблем с человеческими зубами.
- Зубы формируют независимые единицы («модули»), что даёт гибкость в развитии и позволяет создавать огромное разнообразие форм.
- После появления простых зубов сразу произошёл взрыв адаптаций, который, по сути, никогда не заканчивался. Резцы грызунов, клювы рыбы-попугая и другие примеры — более поздние случаи «природных экспериментов», начавшихся более 400 миллионов лет назад.