كانت الأسنان الأولى أعضاء حسية على جلد الأسماك القديمة

تطورت الأسنان أولاً كأعضاء حسية ، وليس للمضغ ، وفقًا لتحليل جديد لحفريات الحيوانات. يبدو أن الهياكل الأولى التي تشبه الأسنان كانت عقيدات حساسة على جلد الأسماك المبكرة التي يمكن أن تكتشف التغييرات في الماء المحيط.

تقول يارا هاريدي في جامعة شيكاغو إن النتيجة تدعم فكرة طويلة الأمد تتطور الأسنان لأول مرة خارج الفم.

في حين كان هناك بعض الأدلة لدعم هذا الأمر ، كان هناك سؤال واضح. “ما فائدة وجود كل هذه الأسنان في الخارج؟” يقول هاريدي. أحد الاحتمالات هو أنهم كانا بمثابة درع دفاعي ، لكن هاردي يعتقد أنه كان هناك المزيد. “إنه لأمر رائع أن تغطي نفسك في أشياء صعبة ، ولكن ماذا لو أن هذه الأشياء الصعبة يمكن أن تساعدك أيضًا على الشعور ببيئتك؟”

لا توجد الأسنان الحقيقية إلا في الفقاريات التي تم خلعها ، مثل الأسماك والثدييات. تحتوي بعض اللافقاريات على هياكل تشبه الأسنان ، لكن الأنسجة الأساسية مختلفة تمامًا. هذا يعني أن الأسنان نشأت أثناء تطور الفقاريات الأولى: السمك.

قام هاردي وفريقها بإعادة فحص الحفريات التي زُعم أنها أقدم أمثلة على أسنان السمك ، باستخدام Synchrotron لمسحها بتفاصيل غير مسبوقة.

ركزوا أولاً على الحفريات المجزأة للحيوانات المسمى anatolepis، الذي يعود تاريخه إلى الجزء الأخير من الفترة الكامبريان ، التي استمرت من 539 مليون إلى 487 مليون سنة ، وفي وقت مبكر من فترة أوردوفيك ، التي تراوحت من 487 مليون إلى 443 مليون سنة. كانت هذه الحيوانات هيكل خارجي صلب ، منتشرة بالأنابيب.

وقد تم تفسير هذه على أنها أنابيب من العاج ، واحدة من الأنسجة الصلبة التي تشكل الأسنان. في الأسنان البشرية ، تكون العاج هي الطبقة الصفراء تحت المينا الأبيض الصلبة وتؤدي العديد من الوظائف ، بما في ذلك الضغط على ضغط ودرجة الحرارة والألم.

أدى ذلك إلى فكرة أن الأنابيب هي سلائف للأسنان تسمى Odontodes و anatolepis هي سمكة مبكرة.

هذا ليس ما وجده هاردي وفريقها. “لقد رأينا أن التشريح الداخلي [of the tubules] وتقول: “لم تكن تبدو في الواقع مثل الفقاريات على الإطلاق. بعد فحص الهياكل من مجموعة من الحيوانات ، وجدوا أن الأنابيب كانت أكثر تشابهًا مع الميزات التي تسمى Sensilla الموجودة على الهياكل الخارجية للمفصليات مثل الحشرات والمادية.

هذا يعنى anatolepis هو مفصليات ، وليس سمكة ، وأنابيبها ليست السلائف المباشرة للأسنان.

يقول غاريث فريزر من جامعة فلوريدا في غينسفيل: “من المحتمل أن تكون Dentine حداثة من الفقاريات ، ومع ذلك كانت القدرات الحسية لسطح خارجي متصلبة موجودة في وقت مبكر كثيرًا في اللافقاريات”.

مع anatolepis يقول الفريق من خارج الصورة ، إن أقدم الأسنان المعروفة هي تلك eriptychius، وهو المعروف فقط من فترة أوردوفيك. هذه لها عاج حقيقي – في Odontodes على جلدهم.

هاريدي يقول اللافقاريات مثل anatolepis والفقاريات المبكرة مثل eriptychius تطورت بشكل مستقل العقيدات الحسية على جلدها. وتقول: “كان هذان الحيوانان المختلفين للغاية بحاجة إلى الشعور بشق طريقهما عبر الوحل من البحار القديمة”. تمشيا مع هذا ، وجد الفريق أن الأودنتو على جلد بعض الأسماك الحديثة لا تزال لديها أعصاب – مما يشير إلى وظيفة حسية.

بمجرد أن تصبح بعض الأسماك حيوانات مفترسة نشطة ، كانوا بحاجة إلى وسيلة للتمسك بفرائسهم ، وبالتالي فإن الأدوار الصعبة شق طريقها إلى الفم ، حيث يمكن استخدامها للعض.

يقول فريزر: “استنادًا إلى البيانات المتاحة ، من المحتمل أن تتطور الهياكل الشبيهة بالأسنان أولاً في جلد الفقاريات المبكرة ، قبل الغزو عن طريق الفم لهذه الهياكل التي أصبحت أسنانًا”.