Πώς εξελίχτηκαν τα δόντια; - Πίτερ Σ. Άνγκαρ

Μπορεί να τα θεωρείς δεδομένα, αλλά τα δόντια σου είναι ένα θαύμα. Κόβουν όλη την τροφή για όλη σου τη ζωή, όσο είναι αρκετά δυνατά και δεν σπάνε τα ίδια. Πώς το κάνουν; Ο Πίτερ Σ. Άνγκαρ ακολουθεί την εξέλιξη των γομφίων στα θηλαστικά από την πρωτόγονη κωνοειδή δομή στις χιλιάδες μορφές των σημερινών ειδών, από τα λιοντάρια ως τις αγελάδες και τους ανθρώπους.

Μάθημα Πίτερ Σ. Άνγκαρ, ψηφιακή απεικόνιση Cabong Studios.

Μπορεί να τα θεωρείτε δεδομένα,
αλλά τα δόντια σας είναι ένα θαύμα.

Κόβουν όλη την τροφή για όλη σας τη ζωή,

ενώ είναι αρκετά δυνατά
και δεν σπάνε τα ίδια.

Και δημιουργούνται από τα ίδια υλικά

που τα ίδια αλέθουν στην τροφή.

Τι κρύβεται πίσω από
την εντυπωσιακή τους δύναμη;

Τα δόντια βασίζονται σε μια πανέξυπνη δομή
που τα κάνει σκληρά και ανθεκτικά.

Η σκληρότητα μπορεί να θεωρηθεί ως
η ικανότητα να αντιστέκονται στο ράγισμα,

ενώ η ανθεκτικότητά τους σταματάει
την επέκταση του ραγίσματος.

Πολύ λίγα υλικά έχουν
και τις δύο ιδιότητες.

Για παράδειγμα, το γυαλί
είναι σκληρό αλλά όχι ανθεκτικό,

ενώ το δέρμα ανθεκτικό αλλά όχι σκληρό.

Τα δόντια τα καταφέρνουν
λόγω των δύο στρώσεών τους

μια σκληρή εξωτερική από αδαμαντίνη,
φτιαγμένη κυρίως από φωσφορικό ασβέστιο,

και από κάτω μια ανθεκτικότερη
στρώση από οδοντίνη,

φτιαγμένη εν μέρει από οργανικές ίνες
που την κάνουν ευλύγιστη.

Αυτή η καταπληκτική δομή δημιουργείται
από δύο είδη κυττάρων:

οι αδαμαντινοβλάστες
που εκκρίνουν αδαμαντίνη

και οι οδοντοβλάστες
που εκκρίνουν οδοντίνη

Καθώς διαμορφώνουν τα δόντια,
οι οδοντοβλάστες κινούνται προς τα μέσα

ενώ οι αδαμαντινοβλάστες προς τα έξω και
απομακρύνονται μόλις φτάσουν την επιφάνεια

Για την αδαμαντίνη, η διαδικασία
παράγει μακριές και λεπτές ίνες

με διάμετρο η καθεμία 60 νανομέτρων.

Αυτό είναι το ένα χιλιοστό
του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας.

Οι ίνες ενώνονται σε ράβδους,
δένονται μεταξύ τους,

δεκάδες χιλιάδες ανά τετραγωνικό χιλιοστό,

σε μια στρώση αδαμαντίνης, σαν ασπίδα.

Μόλις τελειώσει η διαδικασία, η αδαμαντίνη
σας δεν μπορεί να διορθωθεί ξανά

γιατί όλα τα κύτταρα που
τη φτιάχνουν έχουν πια χαθεί,

έτσι είμαστε τυχεροί που δεν μπορεί
να καταστραφεί εύκολα.

Οι οδοντοβλάστες έχουν
μια πιο πολύπλοκη διαδικασία,

αλλά σε αντίθεση με τους
αδαμαντινοβλάστες, παραμένουν,

συνεχίζοντας να εκκρίνουν
οδοντίνη όλη σας τη ζωή.

Παρά τις οδοντικές διαφορές στα θηλαστικά

η διαδικασία ανάπτυξης δοντιών
είναι ίδια είτε στα λιοντάρια,

είτε στα καγκουρό,

είτε στους ελέφαντες, είτε σε εμάς.

Αυτό που διαφέρει είναι το πώς
η φύση πλάθει το σχήμα του δοντιού

που αλλάζει τα σημεία δίπλωσης ή ανάπτυξης

σύμφωνα με τη διαφορετική
δίαιτα του κάθε είδους.

Οι αγελάδες έχουν επίπεδους γομφίους με
παράλληλες μύτες για το μάσημα γρασιδιού.

Οι γάτες μυτερούς γομφίους, σαν λεπίδες,
για το μάσημα κρέατος και νεύρων.

Τα γουρούνια έχουν αμβλείς και παχείς,
χρήσιμους για σκληρές ρίζες και σπόρους.

Οι χιλιάδες γομφίοι στα σύγχρονα θηλαστικά

έχουν τις ρίζες τους στην κοινή μορφή,
τον «τρισφηνικό»,

που εμφανίστηκε για πρώτη φορά
την εποχή των δεινοσαύρων.

Τον 19ο αιώνα, ο παλαιοντολόγος
Έντουαρντ Ντρίνκερ Κοουπ

ανέπτυξε ένα μοντέλο
για το πώς εξελίχθηκε η μορφή του.

Υπέθεσε ότι ξεκίνησε ως κωνοειδές δόντι,

όπως συμβαίνει σε πολλά ψάρια,
αμφίβια και ερπετά.

Μετά προστέθηκαν μικρές τομές,
ώστε το δόντι είχε τρεις στη σειρά,

ευθυγραμμισμένες από μπρος μέχρι πίσω
και συνδεδεμένες με κορυφές.

Στο πέρασμα του χρόνου, οι τομές ξέφυγαν
από την ευθεία και έγιναν τριγωνικές κορώνες.

Τα διπλανά δόντια σχημάτισαν συνεχές
ζικ ζακ κορυφών για κόψιμο και τεμάχισμα.

Δημιουργήθηκε τότε ένα κάτω επίπεδο
στο πίσω μέρος κάθε δοντιού,

το οποίο έγινε πλατφόρμα άλεσης.

Όπως συνειδητοποίησε ο Κόουπ, ο
τρισφηνικός γόμφιος ήταν εναρκτήριο σημείο

για την εξάπλωση επόμενων
εξειδικευμένων μορφών,

που η καθεμιά υπάκουε
στις ανάγκες της εξέλιξης.

Ισιώστε τις κορυφές
και αφαιρέστε το κάτω επίπεδο

και θα έχετε τα βολικά λεπιδωτά δόντια
της γάτας και του σκύλου.

Αφαιρέστε την μπροστινή κορυφή,
ανεβάστε το κάτω επίπεδο

και να οι ανθρώπινοι γομφίοι.

Μερικές ακόμη διορθώσεις
σας δίνουν δόντι αλόγου ή αγελάδας.

Μερικές λεπτομέρειες στη διαισθητική
υπόθεση του Κόουπ αποδείχτηκαν λάθος.

Όμως στο αρχείο απολιθωμάτων

υπήρχαν παραδείγματα δοντιών
που είναι όπως προέβλεψε

και ακολουθούμε γομφίους όλων των ζωντανών
θηλαστικών ως την πρωτόγονη μορφή τους.

Σήμερα η ικανότητα κατανάλωσης
διαφορετικών μορφών φαγητού

επιτρέπει στα θηλαστικά
να επιβιώνουν σε περιβάλλοντα

από τις κορυφές των βουνών
ως τα βάθη των ωκεανών,

από τα τροπικά δάση ως τις ερήμους.

Η επιτυχία της βιολογικής μας τάξης είναι
λοιπόν επιτυχής σε μεγάλο βαθμό

λόγω της αξιοσημείωτης δύναμης
και προσαρμοστικότητας

του ταπεινού γομφίου των θηλαστικών.