Чувствительность к температуре и давлению появилась задолго до самих зубов — около 465 млн лет назад в сенсорных структурах на бронированных панцирях древних рыб. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Исследователи из Чикагского университета раскрыли эволюционное происхождение зубной боли, которая возникает, например, от холодного мороженого или горячего чая. Оказалось, способность зубов чувствовать температуру и давление развилась не для пережевывания пищи, а как система раннего предупреждения у бронированных рыб, живших в опасных водах древних морей.
КТ-сканирование окаменелости ранней позвоночной рыбы. Изображение: Yara Haridy, University of Chicago
Ученые провели компьютерную томографию окаменелостей ранних позвоночных рыб ордовикского периода. Анализ показал, что небольшие бугорки на панцирях рыб, называемые одонтодами, содержали дентин — материал, который делает зубы чувствительными к боли.
Это была довольно интенсивная хищная среда, и возможность ощущать свойства воды вокруг них была бы очень важна.
Нил Шубин, соавтор исследования, профессор биологии и антропологии Чикагского университета
Результаты анализа подтверждают гипотезу об эволюции зубов из внешних структур. Согласно этой теории, чувствительные структуры сначала развились на внешних покровах тела для восприятия окружающей среды, и лишь позднее природа приспособила тот же генетический механизм для создания зубов во рту.
Чувствительные образования на поверхности внешних покровов у древних рыб (верхний ряд), древних (средний ряд) и современных членистоногих (нижний ряд). Изображение: Alex Boersma, University of Chicago
Позвоночные рыбы и беспозвоночные членистоногие независимо выработали похожие сенсорные механизмы в твердых покровах. Обеим группам требовалось анализировать опасную окружающую среду древних морей, кишевших хищниками.
Современные примеры такой «чувствительной брони» можно наблюдать у акул, скатов и сомов. Их кожа покрыта мелкими зубчиками, которые не только делают поверхность шероховатой, как наждачная бумага, но и связаны с нервной системой для восприятия изменений в воде.
Для медицины и стоматологии это открытие может иметь практическое значение. Понимание эволюционного происхождения чувствительности зубов поможет разработать эффективные методы лечения гиперчувствительности дентина — распространенной проблемы, от которой страдают миллионы людей.
