Научные достижения
«Зубы мудрости» зверей мезозоя
«Зубами мудрости» у человека называются последние по положению в зубных рядах коренные, которые закладываются у детей не в утробный период, как другие, а в возрасте четырех-пяти лет и прорезываются обычно в интервале 17–25 лет или позже. Считается, что свое название они получили в связи со сравнительно поздним появлением – в возрасте, когда человек уже должен бы «набраться ума».
Эти зубы принадлежат к постоянным зубам и не подвержены смене. Исходное наличие только одной генерации коренных зубов – один из важнейших реперных признаков класса млекопитающих. Фраза «коренные зубы у млекопитающих не сменяются» – это своего рода зоологический постулат.
Дело в том, что у рептилий с их многократной зубной сменой сохраняются стволовые клетки, необходимые для формирования зубов новых генераций. Они содержатся в эпителиальной зубной пластинке, функционирующей на протяжении всей жизни. У млекопитающих после формирования постоянной генерации зубов зубная пластинка деградирует и исчезает. Этот механизм, включающий комбинацию миграции и трансформации клеток и апоптоза, контролируется небольшим числом генов, и сбой в их работе способен привести к возобновлению множественной смены коренных зубов, что иногда встречается у современных млекопитающих в качестве аномалии. Но среди вымерших млекопитающих известна одна группа, для которой доказана многократная смена коренных зубов в онтогенезе.
Речь идет о гобиконодонтидах – плотоядных млекопитающих из группы эутриконодонтов, широко распространенных в раннемеловую эпоху в Евразии и Северной Америке. Эти звери имели трехбугорчатые зубы и достигали крупных по меркам млекопитающих мезозоя размеров (реконструированный вес до 2 кг).
Гобиконодон. Художественная реконструкция.
Прямые наблюдения полупрорезавшихся или целиком находящихся внутри зубных лунок коренных (моляриформных) зубов новой смены были впервые сделаны у гобиконодона Острома (Gobiconodon ostromi) из Северной Америки. Затем аналогичные свидетельства были получены для спинолеста (Spinolestes xenarthrosus) из Испании. А вот у гобиконодона Борисяка (Gobiconodon borissiaki) и гобиконодона ховурского (G. hoburensis) из Монголии – первых описанных представителей группы – факт смены коренных зубов не был непосредственно зафиксирован (в том числе при рентгенографическом изучении), но презюмировался по различиям в степени стирания соседних зубов. Используя последний критерий, удалось установить, что Gobiconodon hoburensis имел две генерации коренных зубов (пять зубов в первой генерации и четыре во второй), а более крупный Gobiconodon borissiaki – три генерации (по пять зубов в первой и второй генерациях, два зуба в третьей генерации). Зубы разных генераций на определенных этапах онтогенеза функционировали одновременно.
В 2019 г. в местонахождении Зун-Ховур в Монголии наконец-то был найден фрагмент верхней челюсти гобиконодона Борисяка, в котором сохранился коренной зуб в стадии прорезывания. Онтогенетические признаки верхней челюсти и зубов (в том числе внутреннее строение, исследованное с помощью компьютерной томографии) позволили сделать вывод, что это верхний коренной зуб третьей генерации. В челюсти также сохранился нестертый функциональный коренной зуб предыдущей (второй) генерации.
Gobiconodon borissiaki Trofimov, 1978, фрагмент левой верхнечелюстной кости со вторым коренным зубом третьей генерации в стадии прорезывания и функциональным четвертым коренным зубом второй генерации, вид снизу (а) и сбоку (б); местонахождение Зун-Ховур, Монголия; нижний мел.
Томографическое изучение образца показало, что корни полупрорезавшегося зуба не полностью сформированные, короткие, с крупными пульпарными каналами, широко открытыми на концах, что характерно для зубов в стадии роста. Других минерализованных зубных закладок внутри челюсти нет, а костная ткань между корнями остальных зубов плотная, без полостей и крупных пустот, что также указывает на отсутствие зачатков замещающих зубов.
Gobiconodon borissiaki Trofimov, 1978, фрагмент левой верхнечелюстной кости сбоку, компьютерная томография с разными эффектами освещения; местонахождение Зун-Ховур, Монголия; нижний мел.
Видимо, у взрослых гобиконодонтид появление новых генераций «зубов мудрости» происходило вплоть до возраста полной остановки роста и компенсировало сильное стирание зубов. Вероятно, возврат к несвойственной для млекопитающих многократной смене коренных зубов был важной эволюционной адаптацией гобиконодонтид, позволявшей им долго расти и достигать относительно крупных размеров, необходимых для охоты на соответствующую по величине добычу и защиты от других хищников.
© А.В. Лопатин
Публикация:
Лопатин А.В. Прямое свидетельство смены моляриформных зубов у Gobiconodon borissiaki (Gobiconodontidae, Mammalia) из раннего мела Монголии // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2022. Т. 504. С. 235–239. DOI: 10.31857/S2686738922030052
Эти зубы принадлежат к постоянным зубам и не подвержены смене. Исходное наличие только одной генерации коренных зубов – один из важнейших реперных признаков класса млекопитающих. Фраза «коренные зубы у млекопитающих не сменяются» – это своего рода зоологический постулат.
Дело в том, что у рептилий с их многократной зубной сменой сохраняются стволовые клетки, необходимые для формирования зубов новых генераций. Они содержатся в эпителиальной зубной пластинке, функционирующей на протяжении всей жизни. У млекопитающих после формирования постоянной генерации зубов зубная пластинка деградирует и исчезает. Этот механизм, включающий комбинацию миграции и трансформации клеток и апоптоза, контролируется небольшим числом генов, и сбой в их работе способен привести к возобновлению множественной смены коренных зубов, что иногда встречается у современных млекопитающих в качестве аномалии. Но среди вымерших млекопитающих известна одна группа, для которой доказана многократная смена коренных зубов в онтогенезе.
Речь идет о гобиконодонтидах – плотоядных млекопитающих из группы эутриконодонтов, широко распространенных в раннемеловую эпоху в Евразии и Северной Америке. Эти звери имели трехбугорчатые зубы и достигали крупных по меркам млекопитающих мезозоя размеров (реконструированный вес до 2 кг).
Гобиконодон. Художественная реконструкция.
Прямые наблюдения полупрорезавшихся или целиком находящихся внутри зубных лунок коренных (моляриформных) зубов новой смены были впервые сделаны у гобиконодона Острома (Gobiconodon ostromi) из Северной Америки. Затем аналогичные свидетельства были получены для спинолеста (Spinolestes xenarthrosus) из Испании. А вот у гобиконодона Борисяка (Gobiconodon borissiaki) и гобиконодона ховурского (G. hoburensis) из Монголии – первых описанных представителей группы – факт смены коренных зубов не был непосредственно зафиксирован (в том числе при рентгенографическом изучении), но презюмировался по различиям в степени стирания соседних зубов. Используя последний критерий, удалось установить, что Gobiconodon hoburensis имел две генерации коренных зубов (пять зубов в первой генерации и четыре во второй), а более крупный Gobiconodon borissiaki – три генерации (по пять зубов в первой и второй генерациях, два зуба в третьей генерации). Зубы разных генераций на определенных этапах онтогенеза функционировали одновременно.
В 2019 г. в местонахождении Зун-Ховур в Монголии наконец-то был найден фрагмент верхней челюсти гобиконодона Борисяка, в котором сохранился коренной зуб в стадии прорезывания. Онтогенетические признаки верхней челюсти и зубов (в том числе внутреннее строение, исследованное с помощью компьютерной томографии) позволили сделать вывод, что это верхний коренной зуб третьей генерации. В челюсти также сохранился нестертый функциональный коренной зуб предыдущей (второй) генерации.
Gobiconodon borissiaki Trofimov, 1978, фрагмент левой верхнечелюстной кости со вторым коренным зубом третьей генерации в стадии прорезывания и функциональным четвертым коренным зубом второй генерации, вид снизу (а) и сбоку (б); местонахождение Зун-Ховур, Монголия; нижний мел.
Томографическое изучение образца показало, что корни полупрорезавшегося зуба не полностью сформированные, короткие, с крупными пульпарными каналами, широко открытыми на концах, что характерно для зубов в стадии роста. Других минерализованных зубных закладок внутри челюсти нет, а костная ткань между корнями остальных зубов плотная, без полостей и крупных пустот, что также указывает на отсутствие зачатков замещающих зубов.
Gobiconodon borissiaki Trofimov, 1978, фрагмент левой верхнечелюстной кости сбоку, компьютерная томография с разными эффектами освещения; местонахождение Зун-Ховур, Монголия; нижний мел.
Видимо, у взрослых гобиконодонтид появление новых генераций «зубов мудрости» происходило вплоть до возраста полной остановки роста и компенсировало сильное стирание зубов. Вероятно, возврат к несвойственной для млекопитающих многократной смене коренных зубов был важной эволюционной адаптацией гобиконодонтид, позволявшей им долго расти и достигать относительно крупных размеров, необходимых для охоты на соответствующую по величине добычу и защиты от других хищников.
© А.В. Лопатин
Публикация:
Лопатин А.В. Прямое свидетельство смены моляриформных зубов у Gobiconodon borissiaki (Gobiconodontidae, Mammalia) из раннего мела Монголии // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2022. Т. 504. С. 235–239. DOI: 10.31857/S2686738922030052