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.
 |
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
Как рассказывает автор исследования и палеонтолог позвоночных Тодд Кук, он и его коллеги не искали ответов на вопрос о том, как эволюционировали зубы. Вместо этого они изучали структуру тканей ростральных зубцов, которые представляют собой зазубренные шипы, выстилающие длинные морды пилорылых акул (также известных как акулы-плотники) и пилообразных акул. Несмотря на схожую форму и внешний вид, эти шипы не являются зубами, но они, тем не менее, используются для добычи пищи и самообороны.
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.