Первые хищники и их самовосстанавливающиеся зубы

Первые хищники появились на Земле 480 миллионов лет назад, и их зубы обладали способностью к самовосстановлению. Команда палеонтологов под руководством Брайана Ширли и Мадлин Гроганц с кафедры палеосредовых исследований Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) выяснила больше о том, как эти организмы могли наращивать и регенерировать свои зубы. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Конодонты, похожие на угрей позвоночные длиной в несколько сантиметров, считаются первыми хищниками на планете. Их крошечные зубы, важные микрофоссилии, могли восстанавливаться после повреждений. Однако из-за того, что мягкие ткани конодонтов сохраняются крайне редко, механизм этого процесса долгое время оставался загадкой.

Исследователи из FAU пролили свет на этот вопрос, используя электронные микроскопы и рентгеновскую спектроскопию для анализа слоёв зубов конодонтов. Методы позволили воспроизвести отдельные слои с высоким разрешением и изучить их химический состав. Учёные установили, что рост зубов происходил в чередующемся цикле износа и наращивания новых слоёв, а их форма сильно менялась в зависимости от стадии роста животного. По химическому составу и форме зубов были выделены три стадии развития, на которые влияли, среди прочего, пищевые привычки. После первой, «личиночной» стадии без механического пережёвывания пищи, конодонты эволюционировали в охотников на второй и третьей стадиях, а их зубы претерпели метаморфозу.

Исследование подтвердило одну из двух существовавших гипотез о регенерации. В отличие от человеческих зубов, растущих изнутри наружу, зубы конодонтов восстанавливались снаружи, путём непрерывного добавления новых слоёв. Работа учёных FAU подтвердила теорию о том, что конодонты втягивали зубы в период покоя, и рост индуцировался наложением новых слоёв в эпидермальных карманах — механизм, сравнимый с работой втягивающихся ядопроводящих зубов у некоторых змей.