 |
Недавнее исследование доказало, что зубы акулы начинались как зубцы акулы-пилы, которые эволюционировали вперед к морде, чтобы стать зубами рыбы. Это акула-пила, или плотничья акула, плавающая в море. |
Когда дело доходит до определения происхождения различных частей тела и систем млекопитающих и других существ, эволюционисты сталкиваются с бесконечным количеством сложных головоломок, которые нужно решить. Один из наиболее интересных и горячо спорных вопросов, которые им приходится решать, касается происхождения зубов. Справедливо считать этот спор горячо спорным, поскольку возникли две основные теории происхождения зубов, и обе поддерживаются высококвалифицированными экспертами.
Первая теория, известная как гипотеза «снаружи внутрь», предполагает, что зубы развились из чешуек на теле, которые со временем перемещались все ближе и ближе ко рту существ. В какой-то момент они переместились прямо в рот животных и приспособились к еде некоторое время спустя. Вторая теория, которая неудивительно называется гипотезой «изнутри наружу», утверждает, что протозубы развивались глубоко в ротовой полости у древних животных, мигрировали в челюсти и в конечном итоге закрепились в этом месте.
Естественно, ученые, заинтересованные в открытии истинного происхождения зубов, пытались разработать исследовательские методики, которые позволили бы им найти лучшие эволюционные модели. Однако в науке некоторые из самых захватывающих и показательных открытий происходят случайно, когда ученые исследуют один вопрос, но натыкаются на информацию, которая помогает решить другую проблему.
Именно это и произошло с группой экспертов по палеонтологии из Университета штата Пенсильвания, которые только что опубликовали исследование в журнале Journal of Anatomy . Их сценарий эволюции зубов «изнутри внутрь» примечателен, поскольку их первоначальные цели исследования были совершенно иными.
Изучая палеонтологическую летопись, ученые из Университета штата Пенсильвания проанализировали окаменелые зубцы, прикрепленные к скелетным останкам древней и ныне вымершей формы рыбы-пилы, известной как Ischyrihiza mira. Этот вид плавал в великих озерах Северной Америки в меловой период, между 100 и 65 миллионами лет назад. Все ископаемые образцы, полученные учеными, были взяты из скального образования в Нью-Джерси, и они предоставили уникальную возможность изучить высококачественные образцы из невообразимо далекого прошлого.
Примечательно, что считается, что ростральные зубчики развились из чешуек, прежде чем переместиться внутрь, в сторону рта (но не полностью в рот).
«Считается, что ростральные зубчики являются модифицированными чешуйками из-за их расположения на удлиненной морде, и они имеют внешнюю морфологию и схему развития, которые похожи на чешую», — объяснил Кук в пресс-релизе Университета штата Пенсильвания, посвященном новому исследованию. «Очень мало было известно об организации тканей, из которых состоят ростральные зубчики, особенно о жестком внешнем слое, известном как эмалевой. Учитывая, что ростральные зубчики, вероятно, являются специализированными чешуйками тела, мы предположили, что эмалевой слой ростральных зубчиков будет иметь структуру, похожую на эмалевой слой чешуек тела, которые имеют простую микрокристаллическую организацию».
Чтобы проверить, могут ли они подтвердить связь между внешними эмалеоидными слоями зубцов и чешуей рыбы-пилы, они использовали электронный сканирующий микроскоп для изучения участков окаменелых шипов. То, что они обнаружили во время этой процедуры, было довольно неожиданным.
«Удивительно, но ростральный зубчатый энамелоид Ischyrhiza mira был совсем не простым; он был значительно сложнее энамелоида чешуи тела», — сказал Кук. «На самом деле, общая организация энамелоида у этой древней рыбы-пилы напоминала организацию современного акульего зубного энамелоида, который был хорошо охарактеризован». Это открытие имело важное значение, поскольку рыбы-пилы и акулы являются близкородственными видами.
Более тщательное исследование зубцов Ischyrhiza mira обнаружило четкие параллели между структурой, дизайном и функцией ее эмалевидных покрытий и таковыми у зубов акул . То, что Кук описал как «связки микрокристаллов», было расположено слоями в обоих случаях, и в случае зубов акул известно, что эти твердые слои микрокристаллов помогают компенсировать механические нагрузки на зубы, которые испытываются при поедании добычи.
Субтитры на youtube
«Вероятно, что связанное расположение микрокристаллов в эмалевоиде ростральных зубцов Ischyrhiza mira также служило способом противостоять механическим воздействиям», — отметил Кук, описывая чувство волнения, которое испытали ученые, когда поняли, что зубцы рыбы-пилы и зубы акул могли следовать общему эволюционному пути.
Поскольку ученые практически уверены в том, что ростральные зубчики произошли от видоизмененных чешуек, это новое открытие имеет ряд чрезвычайно важных последствий.
«Это открытие дает прямые доказательства в поддержку гипотезы «снаружи внутрь», поскольку оно показывает, что чешуйки способны развивать сложный зубоподобный эмалоид за пределами рта», — сказал Кук. «Было бы более разумно предположить, что чешуйки создали похожую связанную микроструктуру в зубах и ростральных зубчиках, чем заключить, что обе эти структуры независимо развили похожий эмалоид».
Ученые знают, что они находятся на твердой почве, когда прослеживают эволюционную связь между чешуей и ростральными зубцами у рыбы-пилы. Чешуя, которая эволюционировала, становясь тверже по мере миграции к носу этих морских существ, могла завершить путешествие в рот в случае акул, где и завершилось ее окончательное превращение в зубы.
Учитывая очевидные эволюционные преимущества такого нового развития, оно сохранилось бы на протяжении поколений и продолжало бы существовать, поскольку новые виды развивались как внутри моря, так и за его пределами в течение десятков миллионов лет. Виды, которые могли бы проследить свою родословную до изначальной зубастой акулы, сохранили бы зубы, и если бы другие виды, живущие в море, развили зубы независимо, посредством того же механизма эволюции от чешуи к зубу , они также передали бы эту адаптацию в будущее.
Следует подчеркнуть, что это открытие не доказывает, что теория «снаружи внутрь» верна. Но доказательства, собранные учеными из Пенсильванского университета, согласуются с этой теорией, и в результате это определенно склонило игровое поле в пользу сценария «снаружи внутрь».
Первая теория, известная как гипотеза «снаружи внутрь», предполагает, что зубы развились из чешуек на теле, которые со временем перемещались все ближе и ближе ко рту существ. В какой-то момент они переместились прямо в рот животных и приспособились к еде некоторое время спустя. Вторая теория, которая неудивительно называется гипотезой «изнутри наружу», утверждает, что протозубы развивались глубоко в ротовой полости у древних животных, мигрировали в челюсти и в конечном итоге закрепились в этом месте.
Естественно, ученые, заинтересованные в открытии истинного происхождения зубов, пытались разработать исследовательские методики, которые позволили бы им найти лучшие эволюционные модели. Однако в науке некоторые из самых захватывающих и показательных открытий происходят случайно, когда ученые исследуют один вопрос, но натыкаются на информацию, которая помогает решить другую проблему.
Именно это и произошло с группой экспертов по палеонтологии из Университета штата Пенсильвания, которые только что опубликовали исследование в журнале Journal of Anatomy . Их сценарий эволюции зубов «изнутри внутрь» примечателен, поскольку их первоначальные цели исследования были совершенно иными.
 |
Ростральные шипы Ischyrhiza mira leidy, позднемеловой склероринхидной пилорылой рыбы, которая использовалась в недавно предложенной теории «снаружи внутрь» зубов и эволюции зубов в целом. |
🔎 🐠 Изменения чешуи рыб приводят
к появлению ползучих зубов
Изучая палеонтологическую летопись, ученые из Университета штата Пенсильвания проанализировали окаменелые зубцы, прикрепленные к скелетным останкам древней и ныне вымершей формы рыбы-пилы, известной как Ischyrihiza mira. Этот вид плавал в великих озерах Северной Америки в меловой период, между 100 и 65 миллионами лет назад. Все ископаемые образцы, полученные учеными, были взяты из скального образования в Нью-Джерси, и они предоставили уникальную возможность изучить высококачественные образцы из невообразимо далекого прошлого.
Примечательно, что считается, что ростральные зубчики развились из чешуек, прежде чем переместиться внутрь, в сторону рта (но не полностью в рот).
«Считается, что ростральные зубчики являются модифицированными чешуйками из-за их расположения на удлиненной морде, и они имеют внешнюю морфологию и схему развития, которые похожи на чешую», — объяснил Кук в пресс-релизе Университета штата Пенсильвания, посвященном новому исследованию. «Очень мало было известно об организации тканей, из которых состоят ростральные зубчики, особенно о жестком внешнем слое, известном как эмалевой. Учитывая, что ростральные зубчики, вероятно, являются специализированными чешуйками тела, мы предположили, что эмалевой слой ростральных зубчиков будет иметь структуру, похожую на эмалевой слой чешуек тела, которые имеют простую микрокристаллическую организацию».
Чтобы проверить, могут ли они подтвердить связь между внешними эмалеоидными слоями зубцов и чешуей рыбы-пилы, они использовали электронный сканирующий микроскоп для изучения участков окаменелых шипов. То, что они обнаружили во время этой процедуры, было довольно неожиданным.
«Удивительно, но ростральный зубчатый энамелоид Ischyrhiza mira был совсем не простым; он был значительно сложнее энамелоида чешуи тела», — сказал Кук. «На самом деле, общая организация энамелоида у этой древней рыбы-пилы напоминала организацию современного акульего зубного энамелоида, который был хорошо охарактеризован». Это открытие имело важное значение, поскольку рыбы-пилы и акулы являются близкородственными видами.
Более тщательное исследование зубцов Ischyrhiza mira обнаружило четкие параллели между структурой, дизайном и функцией ее эмалевидных покрытий и таковыми у зубов акул . То, что Кук описал как «связки микрокристаллов», было расположено слоями в обоих случаях, и в случае зубов акул известно, что эти твердые слои микрокристаллов помогают компенсировать механические нагрузки на зубы, которые испытываются при поедании добычи.
🔎 🐠 Facts: The Sawfish (Carpenter Shark)
Факты: Пило-рыба (плотничья акула)
Субтитры на youtube
«Вероятно, что связанное расположение микрокристаллов в эмалевоиде ростральных зубцов Ischyrhiza mira также служило способом противостоять механическим воздействиям», — отметил Кук, описывая чувство волнения, которое испытали ученые, когда поняли, что зубцы рыбы-пилы и зубы акул могли следовать общему эволюционному пути.
Поскольку ученые практически уверены в том, что ростральные зубчики произошли от видоизмененных чешуек, это новое открытие имеет ряд чрезвычайно важных последствий.
 |
Как странно, что ужасные зубы акул-убийц |
🔎 🐠 «Снаружи-внутрь»
Ученые не пытались разгадать загадку происхождения зубов. Но непреднамеренно они собрали доказательства, которые говорят о том, что одна из двух альтернатив определенно жизнеспособна.«Это открытие дает прямые доказательства в поддержку гипотезы «снаружи внутрь», поскольку оно показывает, что чешуйки способны развивать сложный зубоподобный эмалоид за пределами рта», — сказал Кук. «Было бы более разумно предположить, что чешуйки создали похожую связанную микроструктуру в зубах и ростральных зубчиках, чем заключить, что обе эти структуры независимо развили похожий эмалоид».
Ученые знают, что они находятся на твердой почве, когда прослеживают эволюционную связь между чешуей и ростральными зубцами у рыбы-пилы. Чешуя, которая эволюционировала, становясь тверже по мере миграции к носу этих морских существ, могла завершить путешествие в рот в случае акул, где и завершилось ее окончательное превращение в зубы.
Учитывая очевидные эволюционные преимущества такого нового развития, оно сохранилось бы на протяжении поколений и продолжало бы существовать, поскольку новые виды развивались как внутри моря, так и за его пределами в течение десятков миллионов лет. Виды, которые могли бы проследить свою родословную до изначальной зубастой акулы, сохранили бы зубы, и если бы другие виды, живущие в море, развили зубы независимо, посредством того же механизма эволюции от чешуи к зубу , они также передали бы эту адаптацию в будущее.
Следует подчеркнуть, что это открытие не доказывает, что теория «снаружи внутрь» верна. Но доказательства, собранные учеными из Пенсильванского университета, согласуются с этой теорией, и в результате это определенно склонило игровое поле в пользу сценария «снаружи внутрь».
(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)
Источник:
By Nathan Falde,
«Researchers Find Evidence that Teeth Evolved from The Scales of Sharks»