Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Палеонтологи уточнили устройство первых зубов

Одно из первых челюстноротых, Radotina, в раковине гигантской наутилоидеи

Valéria Vaškaninová et al. / Science, 2020

Вероятно, устройство зубов и характер их смены (откуда появлялись новые зубы и как они вытесняли старые на челюсти) костных рыб ближе к изначальному варианту, чем считалось раньше, сообщается в Science. Такое предположение палеонтологи сделали на основе анализа челюстных костей базальных плакодерм — акантоторацид. Оказалось, что у них, как и у ряда костных рыб, зубы были расположены по краям челюстей, крепились и к покровам тела, и к челюстным костям, а новые вырастали со стороны языка (внутренней), а не «щек» (наружной). Раньше наиболее близкими к изначальному состоянию считали зубы других вымерших челюстноротых — артродир.

У первых позвоночных не было зубов, и они, подобно современным миногам, обходились роговыми выростами на «языке». Сейчас считается, что зубы появились более 400 миллионов лет назад из бугорков покровных пластин на челюстях примитивных рыб. Вероятно, сначала зубы не имели корней и как бы отшелушивались наружу, а изнутри их вытесняли более молодые. Однако у костных рыб и наземных позвоночных зубы находятся в углублениях челюсти, и чтобы они выпали, нужно растворить их основания. Подобное происходит и у человека, когда молочные зубы сменяются постоянными.

У разных рыб (как и у многих других, но рыбы в данном контексте важнее, так как они ближе к первому зубастому позвоночному) зубы нарастают с разных сторон челюстной кости: у краун-группы (наиболее далекой от общего предка) костных рыб они смещаются продольно, а у артродир (вымершей группы примитивных челюстноротых) новые зубы могли нарастать и со стороны языка, и с внешней («щечной», хотя щек у них нет) стороны, и продольными рядами. Какое из этих состояний изначальное, не вполне понятно.

Исследователи из Великобритании, Франции, Чехии и Швеции под руководством Валерии Вашканиновой (Valéria Vaškaninová) и Пера Эрика Альберга (Per Erik Ahlberg) из Уппсальского университета проверили, как сменялись зубы у одних из наиболее базальных (близких к общему предку) челюстноротых — акантоторацид. С помощью синхротронной микротомографии они изучили строение челюстей и выростов на них у животных родов Radotina, Kosoraspis и Tlamaspis. Их ископаемые остатки возрастом около 400 миллионов лет нашли в Пражском бассейне, и извлечь из камня фрагменты скелетов не представляется возможным, поэтому возможность «просветить» их пришлась очень кстати.

Чем являются выросты на челюстях акантоторацид — зубами или чем-то еще — было не совсем понятно, так как морфология их черепа очень напоминала таковую для бесчелюстных, у которых настоящих зубов нет, а хорошо сохранившихся пластин с зубами почти не находили. Заново исследовав структуры черепов Radotina, Kosoraspis и Tlamaspis, авторы пришли к выводу, что их зубы имеют то же происхождение, что и других челюстноротых, они расположены по краям челюстей и крепятся не только к покровам тела, но и собственно к челюстным костям. Новые зубы у акантоторацид, согласно данным исследования, нарастали со стороны языка, как у многих хрящевых и костных рыб.

Такое строение зубов отличается от того, что описано для артродир, которые долгое время были своеобразным эталоном примитивности в этом смысле. Акантоторациды по этому признаку оказываются ближе к костным рыбам, хотя они, как обычно считают, раньше артродир отделились от общего ствола (и поэтому могут иметь более «предковое» строение, хотя это и необязательно). Если опираться на новые данные, получается, что либо акантоторациды ближе к костным рыбам, чем раньше думали, либо что устройство и характер смены зубов как у костных рыб ближе к изначальному варианту, чем у артродир. В любом случае, авторы считают, что первые зубы и их смена были устроены как у акантоторацид, и теперь стало понятнее, как именно.

У многих позвоночных не две смены зубов, как у человека, а гораздо больше. Часто зубы сменяются постепенно, и можно вывести закономерности их выпадения и вырастания новых (например, здесь это сделали на примере тарбозавра). Однако у ряда пираньевых рыб зубы одной смены покидают челюсть синхронно. Это достигается за счет «замков», скрепляющих соседние зубы. Строение «замков» зависит от того, чем рыба питается.

Светлана Ястребова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.