Первые зубы были органами чувств на коже древних рыб

Предполагалось, что с момента появления зубов их главная функция заключалась в захвате добычи, ее удержании и укусах. Однако само их происхождение долго оставалось загадкой. Исследователи спорили, изначально зубы возникли «‎изнутри» или на внешних покровах — «снаружи». Чтобы разобраться в этом вопросе, палеонтологи обратились к останкам древних рыб, возраст которых достигает 500 миллионов лет.

Еще в XX веке палеонтологи находили в окаменелостях, например, принадлежащих роду вымерших организмов Anatolepis и Eriptychius, твердые структуры, похожие на зубы, — одонтоиды. Они состояли из мягкой пульпы, окруженной дентином, а покрывало их минерализованное вещество — эмалевидное покрытие. Некоторые специалисты предполагали, что одонтоиды, вероятно, были прообразом настоящих зубов, но доказательств в поддержку этой гипотезы не хватало.

Команда американских палеонтологов под руководством Яры Хариди (Yara Haridy) из Чикагского университета решила перепроверить эту гипотезу. Ученые повторно изучили окаменелости Anatolepis и Eriptychius, которые жили в кембрийском и ордовикском периодах соответственно. С помощью синхротрона в Аргоннской национальной лаборатории исследователи создали трехмерные модели образцов с детализацией в микрометровом масштабе, что позволило увидеть внутренности этих существ.

Палеонтологи описали трехглазую «‎морскую моль» возрастом более 500 миллионов лет

В каменистых отложениях канадских гор ученые обнаружили остатки необычного хищника, жившего задолго до появления динозавров. Существо размером с указательный палец обладало тремя глазами, клешнями …

naked-science.ru

Anatolepis долго считали древнейшим позвоночным, а небольшие бугорки, покрывавшие его экзоскелет, воспринимали как дентинные одонтиоды — предшественники зубов. Однако новый анализ показал, что внутреннее строение бугорков не соответствует тканям позвоночных.

При сравнении с другими организмами выяснилось, что по анатомии бугорки Anatolepis ближе к сенсиллам — чувствительным волоскам на теле членистоногих. Сенсиллы помогают животным ощущать окружающий мир: запахи, вкусы, прикосновения и вибрации. По сути, это крошечные органы чувств.

Вывод оказался однозначным: Anatolepis — не позвоночное, а членистоногое. Его структуры не имеют отношения к «‎протозубам». 

На Карибах нашли останки древнего хищника, который при жизни походил на огромного крокодила

Долгое время палеонтологи считали, что древние крупные наземные хищники никогда не населяли острова Карибского моря. По крайней мере, после исчезновения динозавров. Эта картина казалась логичной: и…

naked-science.ru

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 древних рыб, как и у представителей Anatolepis, были бугорки. Результаты показали, что эти структуры — одонтоиды, которые содержали дентин, идентичный тому, что присутствует в зубах. 

Одонтоиды соединялись с сетью нервных канальцев, это навело ученых на мысль, что бугорки могли выполнять сенсорную функцию.  Вероятно, помогали Eriptychius улавливать изменения давления и температуры воды. По мнению исследователей, дентин в одонтоидах превращал тело Eriptychius в гигантский орган чувств.

Хариди и ее коллеги заключили, что зубоподобные структуры из дентина — того же материала, что и внутренний слой зубов современных животных — изначально находились не во рту, а на теле. Эти «зубы» предназначались не для пережевывания пищи, а для восприятия окружающей среды.

Зубоподобные структуры на теле древней рыбы. Они связаны с нервной системой, это позволяет предположить, что они выполняли сенсорную функцию / © Yara Haridy

По мнению палеонтологов, и Anatolepis, и Eriptychius независимо друг от друга выработали схожие структуры — прочные, чувствительные образования на коже. Оба организма жили в мутных морях древности, где ориентироваться приходилось в полумраке, среди водорослей и осадков. Там зрение помогало мало, а вот чувствительность к изменениям воды давала реальное преимущество.

Такая идея находит подтверждение в современных рыбах. Некоторые из них по-прежнему имеют кожные одонтоиды с нервными окончаниями. То есть сенсорная функция у таких образований сохраняется до сих пор.

Со временем эволюция привела к изменениям. Когда часть рыб стала хищниками, одонтоиды начали выполнять новую функцию — хватать и удерживать добычу, чтобы она не вырвалась. Тогда эти твердые кожные «‎отростки» переместились в рот, превратившись в то, что мы теперь называем зубами.

С выводами палеонтологов можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Nature.