Изменения в зубах приматов связаны с ростом численности обезьян

Палентологи из Калифорнийского университета в Беркли выявили отличительные особенности зубов приматов, которые позволяют отслеживать эволюцию наших предков — человекообразных и обыкновенных обезьян. Это проливает свет на загадочное увеличение числа видов обезьян, произошедшее в период изменения климата 8 миллионов лет назад.

Наследуемые стоматологические особенности также помогут исследователям выявить гены, контролирующие развитие зубов, что важно для учёных, стремящихся к регенерации зубов, а не их замене. Особенности были обнаружены после детального изучения форм коренных и премоляров у павианов из давно изучаемой колонии в Национальном исследовательском центре приматов на юго-западе в Сан-Антонио, Техас. Когда стало ясно, что относительная длина этих зубов является наследуемым признаком, подобно цвету глаз, исследователи измерили эти признаки у других приматов, изучив музейные коллекции по всему миру.

Данные измерений доказывают, что признак наследуется сходным образом у всех приматов, включая человека, и варьирует у разных видов и родов, отражая эволюционные взаимосвязи, установленные ранее при анализе костей и сравнении генов.

Расцвет обезьян и упадок человекообразных обезьян

Анализируя, как два выявленных признака менялись у приматов за последние 20 миллионов лет, учёные заметили необычный сдвиг в форме зубов одновременно с началом вымирания человекообразных обезьян и распространением обыкновенных обезьян. Это произошло около 8 миллионов лет назад, в эпоху миоцена, когда Земля начала нагреваться, Средиземное море высохло, а густые леса Африки сменились саваннами. Сегодня существует 19 родов обезьян, в то время как человекообразных обезьян осталось всего шесть: люди, шимпанзе, бонобо, гориллы, орангутаны и гиббоны.

Изменение зубной системы предполагает, что обезьяны заняли экологическую нишу, которую ранее занимали человекообразные обезьяны. Это могла быть пищевая ниша или изменения, связанные с жизненным циклом приматов, влияющие на сроки прорезывания зубов.

Поиск простых наследуемых признаков

Исследователи использовали классический подход количественной генетики, применяя законы наследственности к таким сложным признакам, как размер и форма зубов. Ранее было показано, что передняя часть рта (клыки и резцы) находится под совершенно отдельным генетическим контролем от задней (моляры и премоляры). Теперь, изучая 632 особи из колонии павианов, учёные обнаружили два параметра зубов в задней части рта, которые, по-видимому, контролируются всего несколькими генами: соотношение длины третьего моляра к первому и соотношение длины второго моляра к четвёртому премоляру.

Измерения зубов 723 ныне живущих обезьян Старого Света, 199 современных человекообразных обезьян и множества ископаемых образцов показали, что эти признаки наследуются просто, сохраняясь у всех изученных видов. Анализ выявил, что 20 миллионов лет назад человекообразные обезьяны сильно различались по этим зубным признакам. Но затем обезьяны начали эволюционировать, приобретая некоторые из тех же признаков, и заменили человекообразных обезьян со сходными чертами. Выжила лишь небольшая группа человекообразных обезьян с иными зубными признаками, включая наших предков.

«Только те человекообразные обезьяны с определённым диапазоном стоматологических особенностей имели шанс, и одним из них был наш предок», — отмечает руководитель исследования Леслеа Хлуско. «Этот сдвиг был важным первым шагом в эволюционной истории нашей линии и заложил основу для эволюции прямохождения и образования парных связей».

Исследование будет опубликовано на следующей неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.