Чудеса эволюции: почему зубы – это бывшие ноги?⁠⁠

Предлагаем подумать вот над какой загадкой. Что в истории жизни на Земле возникло раньше – челюсти или зубы?

Здравый смысл подсказывает: челюсти – это основа, «фундамент», на котором держатся зубы. У большинства млекопитающих, пока они совсем-совсем маленькие, ещё нет зубов – а челюсти на месте! Точно так же у пожилых или больных людей или животных – зубы выпадают, а челюсти никуда не деваются. Выходит, сперва челюсти, а потом уже зубы?

Однако это как раз тот случай, когда здравый смысл ошибается. Каким бы это нам ни показалось странным, зубы в природе намного – очень намного! – древнее челюстей.

Первые в мире зубы – острые, прочные, цепкие, способные захватывать добычу и разделывать её на удобные для проглатывания кусочки – появились более полумиллиарда лет назад. «Изобретателями» зубов считаются морские полихеты, многощетинковые черви. Эти черви во многом похожи на знакомых нам дождевых червей, однако, во-первых, тело их покрыто многочисленными «волосками», как бы «мехом», а во-вторых, они могут быть намного крупнее. Скажем, взрослый многощетинковый червь Боббита, он же песчаный молотильщик, может достигать в длину трёх метров!

Червь Боббита в ожидании добычи...

Однако в среднем размеры морских полихет составляют 20-30 сантиметров – скажем, такова обыкновенная морская мышь.

Морская мышь. Это тоже хищный многощетинковый червь

Окаменевшие остатки зубов древних многощетинковых червей – сколекодонты – известны учёным очень хорошо и находки их довольно многочисленны. Тело червя мягкое и крайне редко сохраняется в виде отпечатков, а вот прочные зубы из хитина превращаются в окаменелости и сохраняются просто отлично. Каких только «зубов» среди них нет! Тут и «когти», и «крюки», и «иглы», и «пилы», и «гарпуны».

Сколекодонты, найденные в отложениях среднего девона. Возраст — около 390 млн лет

«Но как же полихеты пользовались зубами, если у них не было челюстей?» – спросите вы. А очень просто – зубы полихет произошли всё от тех же самых щетинок, «волосков», и крепятся непосредственно к стенкам глотки. Для того, чтобы ухватить добычу, глотка червя как бы «выворачивается» наружу, как носок или чулок (только с многочисленными зубами внутри). Молниеносный бросок, захват добычи зубами, а затем глотка «заворачивается обратно», втягивая добычу внутрь!

Морская полихета с вывернутой наружу глоткой.

Очень дальние родственники полихет – паукообразные и насекомые – «изобрели» свои зубы и челюсти из... ног! Да-да, из ног! У древних морских ракоскорпионов на тазиках членистых ног были специальные жевательные отростки – так что эти животные «пережёвывали» пищу «ногами», каким бы это ни показалось странным.

Древний ракоскорпион. Вокруг щелевого рта – жевательные отростки ног

Даже у современных ракообразных остались такие «зубо-ноги», или, говоря языком науки, «ногочелюсти», «максиллипеды».

В точности точно так же в процессе эволюции из передних пар конечностей сформировался хитиновый ротовой аппарат насекомых – верхняя и нижняя губы, две верхние челюсти (мандибулы) и две нижние челюсти (максиллы). Этот ротовой аппарат может быть невероятно сложным и причудливым – скажем, как нижняя губа личинки стрекозы, которую ещё называют «маской».

"Маска" личинки стрекозы

Однако мы забежали сильно вперёд. Самые первые насекомые появились только в девонском периоде, около 400 миллионов лет назад. Однако ещё в кембрии, больше 500 миллионов лет назад, одновременно с первыми полихетами появились первые черепные хордовые (предки всех на свете позвоночных, включая людей). Череп у этих животных уже был – примитивный конечно же, просто головная хрящевая капсула,– а вот челюстей ещё не было. «А зубы?» – спросите вы. А вот зубы, скорее всего, были! Во всяком случае, сохранившиеся до наших дней «живые ископаемые», бесчелюстные миноги и миксины, которых не очень правильно называют «рыбами», обладают множеством острейших зубов! Зубы эти усеивают всю переднюю часть глотки животного, образуя круглую «присоску».

Острейшие зубы миноги крепятся прямо к глотке – и никаких челюстей!

Как же тогда появились челюсти? А челюсти впервые появились у рыб. «Но ведь у рыб нет ног!» Совершенно верно, поэтому и наши с вами зубы – это не «бывшие ноги» (а жаль! Ведь как хорошо звучит!), а... Впрочем, по порядку.

Сперва у хордовых животных возникли жаберные дуги – особые хрящевые (а затем и костные) органы, к которым прикрепрялись жабры для дыхания под водой. Однако существенно позже, в силурийском периоде, рыбы-плакодермы «придумали» две передние жаберные дуги увеличить, сдвинуть вперёд, снабдить мышцами и превратить в хватательно-дробящий аппарат.

Сперва у плакодерм не было настоящих зубов – только острые костные пластины; затем из части чешуй у рыб развились острые прочные зубы – предки наших с вами. Так что имейте в виду – ваши резцы, клыки и коренные зубы происходят от обыкновенной рыбьей чешуи, хотите вы этого или нет!

Ряды акульих зубов. По происхождению зубы – это бывшая рыбья чешуя!

Однако ещё очень долгое время челюсти рыб (бывшие первая и вторая жаберные дуги) оставались «независимыми», не были связаны с черепом. Такое любопытное строение до сих пор сохранилось, скажем, у акул (акулы – немыслимо древние существа): верхняя челюсть у акул прикреплена к черепу не жёстко (как у нас), а подвижно, как бы на гибких «связках», и может двигаться влево-вправо и взад-вперёд точно так же, как и нижняя!

На фото хорошо видно, что верхняя челюсть Большой белой акулы сдвинута относительно носа - вперёд и вниз. И это ещё не рекорд!

Акула-зубатка. Во как может!

Акульи челюсти часто называют «револьверными» – потому что стоит одному ряду зубов сточиться или быть повреждёнными – как «из запаса» на место встаёт новый ряд острейших зубов. Так что походы к стоматологу акулам, в отличие от нас, не нужны! К сожалению, люди «сменные зубы» в процессе эволюции почти утратили. «Почти» – потому что один раз в жизни мы их всё-таки меняем...

источник