كيف تطوّرت الأسنان؟ - بيتر اونجار

شاهد الدرس كاملاً في: https://ed.ted.com/lessons/how-did-teeth-evolve-peter-s-ungar

قد تعتبرها من المسلّمات، ولكنّ أسنانك أُعجوبة. فهي تقطّع كلّ طعامك طوال حياتك، وتبقى خلالها قويّة بما فيه الكفاية لتقاوم الصدوع بنفسها. كيف تقوم بذلك؟ بيتر اونجار يتعقّب تطوّر أضراس الثدييات من البُنية الأوليّة المخروطيّة الشكل إلى الأشكال المتعددة للأنواع اليوم، من الأسود إلى البقر إلى البشر.

أُلقي الدرس من قبل بيتر اونجار، الرسوم التوضيحيّة بواسطة استوديوهات كابونج.

لربما تعتبرها من المسلّمات
ولكنّ أسنانك أُعجوبة.

فهي تُفتت طعامك طوال حياتك،

كما أنّها قوية بما فيها
الكفاية لتقاوم تكسّرها.

بالإضافة إلى أنّها تتشكّل
فقط من المواد الخام

التي تُشتق من الطعام الذي تطحنه بنفسها.

ما السر الكامن وراء قوتها المثيرة للإعجاب؟

تعتمد الأسنان على هياكل مُبتكرة
تجعلها قاسية ومتينة في نفس الوقت.

من الممكن تعريف القسوة على أنّها
القدرة على مقاومة الصدوع من بدايتها،

في حين أنّ المتانة هي
ما يمنع الصدوع من الانتشار.

مواد قليلةٌ جداً تملك هاتين الخاصيّتين.

على سبيل المثال، الزجاج
قاسٍ ولكنّه ليس متيناً،

بينما الجلدُ متينٌ ولكنّه ليس قاسياً.

تتمتّع الأسنان بهاتين
الخاصيّتين بامتلاكها طبقتين:

غطاءٌ خارجيٌّ صلبٌ من المينا، يُصنع
بكامله تقريباً من فوسفات الكالسيوم،

وتحته، طبقةٌ أمتن من العاج،

تشكّلت جزئياً من أليافٍ
عضويّة مما يجعلها مرنة.

هذا الهيكل الرائع يتم إنشاؤه
بواسطة نوعين من الخلايا:

الخلايا المولّدة للمينا والتي تُفرز المينا

والخلايا المولّدة للعاج والتي تُفرز العاج.

وبينما تُشكّل الأسنانَ، تتحرك
الخلايا المولّدة للعاج نحو الداخل،

بينما تتحرك الخلايا المولّدة للمينا نحو
الخارج، وتنسلخ عن السن عندما تصطدم بالسطح.

وبالنسبة للمينا، فإن هذه العمليّة
تُنتج أطواقاً طويلة ورفيعة،

يبلغ قطر كل منها حوالي 60 نانومتر.

وهذا يعادل واحداً بالألف
من عرض الشعرة لدى الإنسان.

وهذه تتجمّع لتكوّن قضباناً،
والتي تُحزم معاً،

بأعداد تصل إلى عشرات الآلاف
لكلّ مليمتر مربّع،

فتتشكل طبقة المينا المشابهة للدرع.

وعندما تنتهي هذه العمليّة، لا تستطيع
طبقة المينا ترميم نفسها مجدداً

وذلك لأن جميع الخلايا
التي شكّلت تلك الطبقة تمّ فقدانها.

ولهذا فإننا محظوظون
أنّ طبقة المينا لا تتخرّب بسهولة.

تستخدم الخلايا المولّدة للعاج
طريقةً أكثر تعقيداً،

ولكنها على عكس الخلايا المولّدة للمينا،
فإنّها تبقى موجودة،

مستمرةً في إفراز العاج طيلة حياتك.

على الرغم من اختلاف الأسنان
بين أصناف الثدييات،

إلّا أنّ الطريقة الأساسيّة لنمو الأسنان
هي نفسها سواءً بالنسبة للأسود،

الكناغِر،

الفيلة،

أو نحن.

وما يختلف هو كيفيّة
نحت الطبيعة لشكل الأسنان،

حيث تتغيّر طرق ترتيب أشكالها ونموّها

لكي تناسب نوعيّة الغذاء المتباينة
بين الأنواع المختلفة.

تمتلك الأبقار أضراساً مُسطّحة
بنتوءاتٍ متماثلة لطحن العشب القاسي.

تمتلك القطط أضراساً ذات عرف حاد
كالنصل، لتقطيع اللحم والأوتار.

تمتلك الخنازير أضراساً حادّة وثخينة
تُساعد في سحق الجذور القاسية والبذور.

الأضراس العديدة للثدييات المتطوّرة

يمكن إرجاعها لشكل مشترك
يُدعى "ثلاثي الحدبات"،

والذي ظهر أولاً خلال عصر الديناصورات.

في القرن التاسع عشر، قام
عالم الحفريات إدوارد درينكر كوب

بتطوير النموذج الأساسي
لآليّة تطوّر هذا الشكل.

فقد افترض أنّها بدأت بسنٍ على شكل مخروط،

كما نلاحظ في كثيرٍ من الأسماك،
البرمائيّات، والزواحف.

ثمّ أُضيفت نتوءات صغيرة لاحقاً، وبذلك
فإن السن يملك ثلاث نتوءات على صف واحد،

مصطفّةً وجهاً لظهر،
ومتصلةٍ عن طريق أعراف.

ومع الوقت، تُزاح هذه النتوءات الثلاث
خارج الخط المستقيم لتشكل قمّة مثلثيّة.

تُشكّل الأسنان المتجاورة خطاً متعرّجاً
من الأعراف للتقطيع والتفتيت.

ومن ثمّ يتشكّل رفٌّ منخفض
في الجزء الخلفي من كل مجموعة أسنان،

والذي يصبح مكاناً للسحق.

وعندها أدرك كوب، أنّ الضرس
ثلاثي الحدبات لعب دور نقطة الانطلاق

لانتشار الأشكال المتخصصة التي تلته،

والتي جُبلت حسب الحاجة للتطوّر.

قوّمْ الأعراف وأزلْ الرف،

وبذلك تحصل على الأسنان
ذات النصل الملائمة للقطط والكلاب.

أزلْ النتوء الأمامي، ارفع الرف،
وبذلك تحصل على الأضراس البشريّة.

وبعِدة تجعيدات أخرى
تحصل على سن البقرة أو الحصان.

بعض التفاصيل في نظريّة
كوب الأوليّة أُثبت خطؤها.

ولكن في سجل المستحاثات،

وُجدت أمثلة عن الأسنان
التي تبدو تماماً كما توقّع

ويمكننا أن نقتفي أصول الأضراس
للثدييات الحيّة لنصل إلى الشكل البدئي.

اليوم، القدرة على استهلاك
أنواع مختلفة من الطعام

تُمكّن الثدييات من البقاء
على قيد الحياة في بيئتها

ما بين ذُرى الجبال وأعماق المحيطات

إلى الغابات الماطرة والصحارى.

لذا فإن نجاح طبقتنا البيولوجيّة
يرجع إلى حد كبير

إلى القوّة والقدرة على التكيّف الرائعين

لضرس الثدييات المتواضعة.