Международная команда ученых показала, что зубы древних плакодерм на редкость похожи по своему строению на зубы современных морских обитателей. Исследование опубликовано в журнале Science.
У зубов всех живых челюстных позвоночных есть много общего: например, новые зубы обычно развиваются на внутренней стороне старых и затем перемещаются наружу, заменяя их. Однако в остальном костистые рыбы и сухопутные животные отличаются от акул. У акул нет костей, только хрящи, на их коже есть плакоидная чешуя, состоящая из дентина, а во рту — уже настоящие зубы, имеющие более сложное строение.
У костистых рыб и наземных животных зубы всегда находятся только во рту, и если дентинные структуры присутствуют на внешней поверхности тела, они прикрепляются к костям черепа и чешуе. Зубы у акул выпадают, просто отделяясь от кожи. Тем временем у костистых рыб и сухопутных животных сначала происходит растворение оснований зубов. Это разнообразие вызывает много вопросов. Связаны ли дентинные структуры кожи и истинные зубы рыб во рту? Как выглядели самые ранние зубы? Были ли они прикреплены к челюстным костям?
Чтобы ответить на эти вопросы, группа исследователей из Швеции, Чешской Республики, Франции и Великобритании проанализироала останки акантотораксообразных (Acanthothoraci ) — группу древних рыб, тесно связанную с самыми первыми челюстными позвоночными. Проблема с этими рыбами заключается в том, что их окаменелости редки и всегда неполны. Самым лучшим из них чуть более 400 миллионов лет. Они были найдены в конце прошлого века. Однако традиционные методы оказались неэффективны для исследования костей, так как их оказалось невозможно отделить от окружающей породы.
В новом исследовании авторы использовали метод синхротронной микротомографии, который в последнее время используется для изучения таких трудных ископаемых. Этот неразрушающий метод позволяет исследователям визуализировать внутреннюю структуру ископаемых в трех измерениях. Сканирование образцов в высоком разрешении с помощью рентгеновского источника синхротрона ESRF позволило исследователям визуализировать рост зубов и даже увидеть идеально сохранившиеся клеточные полости внутри дентина.
Оказалось, что зубы акантотораксообразных рыб прикрепляются к челюстным костям. Это указывает на то, что костистые рыбы и сухопутные животные в этом плане похожи друг на друга, в то время как зубы акул прикреплены только к коже. Авторы также показали, что Acanthothoraci не теряли своих зубов. Это говорит о том, что различные стратегии замены зубов развивались независимо от предка, у которого они не заменялись.
Подобно акулам, костным рыбам и сухопутным животным, исследуемые древние рыбы только наращивали новые зубы во рту. Самые старые зубы были расположены прямо на краю челюсти внутри губ. Это контрастирует с другой ранней группой рыб, членистоногих, у которых новые зубы могли вырасти также и снаружи. У одного из видов этих рыб (Kosoraspis ) ученые обнаружили постепенный переход структуры от «кожных» дентинных зубов к «ротовым» зубам. В это же время другой вид (Radotina ) имеет зубы, почти идентичные элементам кожного дентина по форме. Это говорит о том, что ее зубы только недавно развились из кожных дентинных элементов.
