Nová štúdia odhaľuje, že existenciu citlivosti zubov – vlastnosti spôsobujúcej nepríjemné chvíle v zubárskom kresle alebo po kontakte so studeným nápojom – možno vysledovať až k exoskeletom starovekých panciernatých rýb.
Zamysleli ste sa niekedy nad tým, prečo sú naše zuby také citlivé na bolesť alebo dokonca len na studené nápoje? Zdroj: The University of Chicago
Zamysleli ste sa niekedy nad tým, prečo sú naše zuby také citlivé na bolesť alebo dokonca len na studené nápoje? Možno je to preto, že sa pred pol miliardou rokov vyvinuli na úplne iný účel ako na žuvanie a primárne spracovanie potravy.
Zmena chápania evolúcie zubov
Vedci dlho nevedeli prísť na presný pôvod zubov a tiež na to, na čo slúžili. Predpokladali, že ich evolučnými predchodcami boli tvrdé štruktúry nazývané odontódy (dermálne zuby), ktoré sa prvýkrát objavili približne pred 500 miliónmi rokov nie v ústach, ale na vonkajšom pancieri najstarších rýb. Aj v súčasnosti brázdia moria a sladkovodné plochy žraloky, raje či sumce pokryté mikroskopickými zubami, vďaka ktorým je ich koža drsná ako brúsny papier.
Existuje niekoľko hypotéz, prečo sa tieto štruktúry objavili. Špekuluje sa o tom, že slúžili ako nástroj na ochranu pred predátormi, napomáhali s pohybom vo vode alebo ukladali minerály. Nová štúdia, publikovaná v časopise Nature, však podporuje hypotézu, ktorá hovorí o ich funkcii zmyslového orgánu.
Hlavná autorka štúdie, paleontologička, evolučná biologička a aktuálne postdoktorandka na Chicagskej univerzite Yara Haridyová sa spočiatku ani nepokúšala odhaliť pôvod zubov. Namiesto toho sa zaoberala inou, nemenej dôležitou otázkou, ktorá mätie paleontológov dodnes. Aká je najstaršia fosília živočícha s chrbticou?
Haridyová požiadala múzeá po celých Spojených štátoch amerických, aby jej poslali stovky exemplárov stavovcov – niektoré boli také malé, že by sa zmestili na špičku špáradla –, aby ich mohla analyzovať pomocou CT skenera. Zamerala sa na dentín, vnútornú vrstvu zubov, ktorá posiela senzorické informácie do nervov v zubnej dreni.
CT snímka odontódov (dermálnych zubov) podobných zubom žraloka škvrnitého (Scyliorhinus canicula), najrozšírenejšieho žraloka v Stredozemnom mori. Tieto zubovité štruktúry sú spojené s nervovým systémom, čo naznačuje, že vytvárajú pocity. Kredit: Yara Haridyová. Zdroj: The University of Chicago
Odpoveďou, ktorú vedkyňa hľadala, sa zdala byť fosília z kambrického obdobia s názvom Anatolepis heintzi. Už v minulosti sa paleontológovia zamýšľali nad tým, že Anatolepis bola prvou známou rybou v histórii s pokročilými mineralizovanými tkanivami. Jej exoskelet má pod odontódami póry nazývané tubuly, čo by mohlo naznačovať, že boli kedysi vyplnené dentínom (zubovinou), tvrdou žltou vrstvou pod zubnou sklovinou.
Keď však tento fosílny fragment Haridyová porovnala s ostatnými vzorkami pomocou synchrotrónového tomografického skenovania, zistila, že tubuly vyzerali oveľa viac ako senzily – zmyslové brvy článkonožcov umiestnené po celom ich tele. Kraby, škorpióny a pavúky ich používajú na vnímanie teploty, vibrácií a dokonca aj čuchu.
Hypotéza najstaršieho stavovca s dentínom sa tak nepotvrdila a Anatolepis bol kategorizovaný ako bezstavovec. Zároveň vedci prišli na nový poznatok. Staroveké stavovce ako ryby a staroveké článkonožce si vytvárali rovnaké mineralizované tkanivo, ktoré im pomáhalo vnímať prostredie. Toto mineralizované tkanivo sa v priebehu evolúcie vyvinulo do dentínu a do našich citlivých zubov pomocou rovnakého „genetického súboru nástrojov“.
Staroveké stavovce ako ryby a staroveké článkonožce si vytvárali rovnaké mineralizované tkanivo, ktoré im pomáhalo vnímať prostredie. Zdroj: Youtube/University of Chicago Biological Sciences Division
Pôvod citlivosti a funkcia zubov odhalené
To, ako minimalisticky sa tieto vlastnosti v priebehu času zmenili, naznačuje, že tie isté funkcie slúžia už pol miliardy rokov. Výskumníci uviedli, že našli „pozoruhodné“ podobnosti medzi týmito znakmi druhu Anatolepis a stavovcov spred približne 465 miliónov rokov, ako aj v prípade niektorých známejších rýb.
„Vykonali sme experimenty na moderných rybách, ktoré potvrdili prítomnosť nervov vo vonkajších zuboch sumcov, žralokov a rají,“ povedala Haridyová pre agentúru AFP. „Tkanivá dermálnych zubov obsahujúce dentín, ktoré sú umiestnené na vonkajšom povrchu (exoskelete) rýb, môžu byť citlivé. A pravdepodobne nimi boli aj samotné odontódy v prehistorických časoch,“ dodala. Článkonožce a rané stavovce si tak nezávisle od seba vyvinuli rovnaký sofistikovaný senzorický systém.
Staroveké stavovce (horný riadok), staroveké článkonožce (stredný riadok) a moderné článkonožce (dolný riadok) mali na svojich exoskeletoch konvergentné štruktúry, ktoré sa spájajú s nervami, aby mohli zvieratá vnímať svoje prostredie. Slúžili tak pravdepodobne ako zmyslové orgány. Kredit: Alex Boersma. (Zdroj: The University of Chicago)
Haridyová nakoniec vysvetľuje, že v priebehu času sa rybám vyvinuli čeľuste a bolo obrovskou výhodou mať „špicaté štruktúry“ aj v blízkosti úst. „Postupne sa čeľustnatým rybám na okraji úst vyvinuli špicaté zuby, niektorým dokonca priamo v ústach,“ vysvetľuje a jedným dychom uzatvára, „citlivosť zubov je v skutočnosti starodávna zmyslová funkcia, ktorá mohla pomôcť našim rybím predkom prežiť.“
Zdroje: Nature, The University of Chicago
(RR)
