Зубная эмаль, прочное внешнее покрытие наших зубов, хранит в себе неожиданные секреты эволюционной истории. Этот биологический материал способен раскрывать глубокие связи между ископаемыми предками человека и родственными видами, предлагая антропологам уникальные данные для исследований.
В недавней работе, опубликованной в Journal of Human Evolution, ученые сосредоточились на специфической особенности эмали — а точнее, на ее локальном отсутствии. Речь идет о микроскопических, неглубоких ямках на поверхности ископаемых зубов. Ранее их часто связывали с болезнями или недостатком питания, но новое исследование предполагает, что они могут иметь фундаментальное эволюционное значение и служить важным маркером для определения родственных связей между древними гомининами.
Для антропологов, реконструирующих древо происхождения человека, зубы всегда были бесценным источником информации. Обнаружение нового, стабильного признака в виде характерных углублений открывает дополнительные возможности для уточнения позиций различных видов и понимания путей их развития.
Удивительно однородный узор
Впервые такие углубления были систематически описаны у Paranthropus robustus — южноафриканского вида, близкого к роду Homo. Их отличает поразительная регулярность: ямки имеют круглую форму, небольшую глубину и схожий размер, что наводит на мысль об их неслучайном происхождении.
Изначально считалось, что эта черта уникальна для P. robustus. Однако дальнейший анализ показал, что аналогичные структуры присутствуют и у других видов парантропов в Восточной Африке, а также у некоторых представителей рода Australopithecus — вероятного общего предка для линий Homo и Paranthropus.
Традиционная гипотеза объясняла такие дефекты эмали стрессовыми факторами в период детства, такими как болезни или голод. Однако высокая степень однородности — одинаковые форма, размер и расположение на зубах у видов, разделенных миллионами лет и тысячами километров, — ставит это объяснение под сомнение. Стрессовые маркеры обычно более хаотичны и разнообразны.
След, протянувшийся на миллионы лет
Чтобы проследить распространение этого признака, ученые проанализировали коллекции ископаемых зубов из долины Омо в Эфиопии, где запечатлена история эволюции длиной более двух миллионов лет, и сравнили их с находками из ключевых памятников Южной Африки, таких как Дримолен и Сварткранс.
Коллекция Омо включает образцы, принадлежащие трем главным родам гоминин: Paranthropus, Australopithecus и Homo. Это позволило провести масштабное сравнение. Результаты оказались интригующими: однородные углубления стабильно встречаются у представителей Paranthropus как в Восточной, так и в Южной Африке, а также у древнейших австралопитеков возрастом около 3 миллионов лет. При этом у южноафриканских австралопитеков и у всех изученных представителей рода Homo подобные ямки отсутствуют.
Патология или наследственная черта?
Если бы причиной была болезнь или стресс, эти углубления, вероятно, коррелировали бы с размером зубов и толщиной эмали, а также проявлялись бы на всех типах зубов. Однако такой закономерности не наблюдается.
Кроме того, эмалевые дефекты, вызванные стрессом в период формирования зубов, обычно образуют горизонтальные линии (линии Гентера) и затрагивают все зубы, которые развивались в неблагоприятный период.
Обратите внимание: Иммунная система Альпаки поможет в лечении больных раком.
В данном случае картина иная — углубления локализованы и однородны.Исследователи выдвигают гипотезу, что эти структуры имеют генетическую и онтогенетическую природу. Возможно, они возникли как побочный продукт изменений в процессе формирования эмали у данных видов или даже выполняли какую-то пока неизвестную функциональную роль. Ученые предлагают рассматривать их не как патологию, а как морфологическую особенность, закрепленную в геноме.
Связь с современными состояниями
Дополнительный аргумент в пользу генетического происхождения дают параллели с редким современным заболеванием — несовершенным амелогенезом, при котором нарушается формирование зубной эмали.
Сегодня эта патология встречается примерно у 0,1% населения. В то же время однородные углубления обнаружены почти у половины изученных особей Paranthropus. Учитывая их высокую распространенность и стабильность на протяжении миллионов лет, маловероятно, что они представляли собой вредное или ослабляющее нарушение. Скорее, это была нейтральная или даже адаптивная черта.
Перспективный инструмент для палеоантропологии
Если генетическая природа углублений подтвердится, они могут стать ценным новым маркером для анализа эволюционных связей. Уже сегодня такие особенности зубов, как толщина эмали, рельеф жевательной поверхности и характер стираемости, являются ключевыми диагностическими признаками. Однородные ямки могут дополнить этот арсенал.
Например, их распространение поддерживает идею о том, что Paranthropus является монофилетической группой, то есть все его виды произошли от одного общего предка, а не возникли независимо от разных линий австралопитеков.
Особый интерес представляет случай Homo floresiensis («хоббита») с острова Флорес. На опубликованных фотографиях их зубов также видны похожие углубления. Если это не артефакт сохранности или патология, а истинная морфологическая черта, это может указывать на более глубокую связь «хоббитов» с ранними австралопитеками, чем с родом Homo. Однако для окончательных выводов требуются дополнительные исследования, так как у H. floresiensis могли присутствовать и другие аномалии развития.
Пока рано делать этот признак основой для систематики, но он определенно открывает новое окно в изучение эволюции гоминин. То, что эти углубления не встречаются у современных приматов и представителей рода Homo (за исключением случаев явной патологии), делает их уникальным инструментом для реконструкции родственных связей в глубоком прошлом.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Эмаль, покрывающая внешний слой наших зубов, может показаться неожиданным местом для поиска ключей к эволюции.