Наклейте роговой клюв черепахи на маленького бегемота. Затем поверните его передние лапы так, чтобы они выступали в обе стороны, но держите его задние лапы прямо. И дать ему бивни. И вуаля, у вас есть нечто, немного напоминающее прототип животного, похожего на млекопитающее, которое ходило по планете сотни миллионов лет назад.
Этих существ называют дицинодонтами (лат. Dicynodontia), что означает «два собачьих зуба» в связи с впечатляющей парой клыков, выступающих изо рта животного. И именно эти зубы могут сказать нам, почему вы никогда не найдете бивней ни на чем с перьями или чешуей.
«Бивни - это очень известная анатомия, но пока я не начала работать над этим исследованием, я никогда особо не задумывалась о том, что бивни существуют только у млекопитающих», - говорит Меган Уитни, исследователь эволюционной биологии из Гарвардского университета.
Строго говоря, дицинодонты сами не являются млекопитающими, а принадлежат к вымершей кладе родственников, называемых терапсидами (лат. Therapsida).
Их ареал и разнообразие колебались от пермского периода до их окончательного исчезновения в триасе около 200 миллионов лет назад, начиная с размера того, что можно держать в руке, до гигантского размера больше слона (например вид Lisowicia bojani).
К тому же они добились успеха, применив свое сочетание анатомии в различных экологических нишах.
Череп дицинодонта Dolichuranus из Танзании. Слева внизу виден большой бивень. Фото: Ken Angielczyk.
Эти выступающие зубы привлекли много внимания с тех пор, как более 150 лет назад были изучены первые окаменелости дицинодонтов. Знаменитый палеонтолог Ричард Оуэн дал нам первое реальное представление о зубах в 1845 году, заявив, что они в основном состоят из дентина с тонкими слоями эмали и цементного вещества, и с довольно открытой полостью пульпы.
С тех пор исследования на других образцах указали на недостаток дентина, добавив предположений, что, как и зубы кролика (и, если на то пошло, бивни современных животных, таких как слоны и моржи), клыки не прекращали расти. По крайней мере, у некоторых видов.
Понимание того, как именно растут зубы, важно, если мы хотим знать, как вело себя вымершее животное.
Но это также ставит интересный философский вопрос, который имеет последствия для понимания нашей собственной эволюции.
«В этой статье нам пришлось дать определение бивня, потому что это удивительно неоднозначный термин, - говорит Уитни.
Просто чтобы мы все друг друга понимали, вот что они придумали.
Обычно, когда мы говорим о бивнях, мы имеем в виду зубы, которые выступают на значительном расстоянии от ротовой полости. Вспомните моржей и мамонтов, не говоря уже о бородавочниках и гораздо более мелких млекопитающих, называемых даманами.
Чтобы отличить их выдающиеся зубы от зазубрин в челюсти крокодилов, настоящие бивни отличаются непрерывным ростом, что делает их буквально длинными в зубах.
А как насчет крыс и кроликов? Их длинные зубы могут продолжать расти, но постоянно покрыты износостойкой поверхностью, называемой эмалью.
Бивни не беспокоятся об этом. Покрытие их эмалью, несомненно, поможет сделать их более прочными, но их косые углы делают практически невозможным нанесение плотного покрытия.
Наконец, бивни прочно удерживаются на своем месте связкой, которая помогает им выдерживать периодические сильные удары.
Все эти особенности отражают то, как бивни страдают от использования и неправильного обращения, в отличие от большинства других зубов. Они обычно используются для рытья навоза и борьбы с соперниками и хищниками, поэтому они должны быть достаточно прочными, чтобы выполнять свою работу, но при этом легко восстанавливаться при повреждении.
Эмаль увеличенных клыков дииктодона (лат. Diictodon) делает их больше похожими на зубы, чем на бивни. Поперечный разрез показывает кольцо эмали вокруг бивня, которое светится под поляризованным светом. Фото: Ken Angielczyk.
Глядя на ряд зубов дицинодонтов, исследователи повторили предыдущие выводы о значительном разнообразии известных старых клыков. Мало того, что настоящие бивни с большей вероятностью можно было найти у более новых видов дицинодонтов, они эволюционировали независимо от не-бивней по всему их генеалогическому древу.
Зная шаги, по которым зубы эволюционировали у этих древних животных, а также четкое определение характерных черт бивня, мы теперь лучше понимаем, почему они не появляются у ящериц, рыб или земноводных.
«К примеру, это исследование показывает, что для развития настоящих бивней необходимы меньшая частота замены зубов и гибкая связка, прикрепляющая зуб к челюсти», - говорит Кен Ангельчик, куратор Филдовского музея естественной истории в Чикаго.
«Все это помогает нам лучше понять бивни, которые мы видим сегодня у млекопитающих».
Это исследование было опубликовано в Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
Источник: Science Alert / EurekAlert!.
