Comment les dents ont-elles évolué ?

Voir la leçon complète : https://ed.ted.com/lessons/how-did-teeth-evolve-peter-s-ungar

Vous les considérez probablement comme un acquis, mais vos dents sont une merveille. Elles décomposent toute votre nourriture au cours de votre vie, tout en étant assez fortes pour résister à la cassure. Comment font-elles ? Peter S. Ungar retrace l'évolution des molaires des mammifères allant des structures primitives coniques à la myriade de formes des espèces actuelles, des lions, aux vaches, aux personnes.

Leçon de Peter S. Ungar, animation par Cabong Studios

Vous les prenez peut-être pour acquises,
mais vos dents sont une merveille.

Elles décomposent toute votre nourriture
au cours de votre vie,

tout en étant assez fortes
pour résister à la cassure.

Elles sont formés exclusivement
à partir des matières premières

de la nourriture
qu’elles broient en premier lieu.

D'où vient leur force impressionnante ?

Les dents reposent sur une structure
ingénieuse qui les rend dures et solides.

La dureté est la capacité de résister
à la formation de fissures,

alors que la solidité est
ce qui empêche leur propagation.

Très peu de matières
ont ces deux propriétés.

Le verre, par exemple,
est dur mais pas solide

tandis que le cuir est solide
mais pas dur.

Les dents ont ces deux propriétés
grâce à deux couches :

une surface externe dure d'émail presque
entièrement faite de phosphate de calcium,

et en dessous,
une couche de dentine plus solide,

formée partiellement par des fibres
organiques qui la rendent flexible.

Cette incroyable structure est créée
par deux types de cellules :

les améloblastes qui secrètent l’émail

et les odontoblastes
qui secrètent la dentine.

En formant les dents, les ondotoblastes
se déplacent vers l’intérieur

alors que les améloblastes avancent vers
l’extérieur et se détachent à la surface.

Pour l’émail, ce processus produit
des brins longs et fins

d’à peu près 60 nanomètres
de diamètre chacun.

Cela correspond à un millième
de la largeur d’un cheveu humain.

Ils sont ensuite groupés
ensemble en bâtonnets

de dizaines de milliers
par millimètre carré,

formant une couche d’émail comme bouclier.

Une fois ce processus terminé,
votre émail ne peut plus s’auto-réparer

car toutes les cellules
qui le forment sont perdues

nous avons donc de la chance
que l’émail ne se détruise pas facilement.

Les ondotoblastes ont recours
à un processus plus complexe,

et contrairement aux améloblastes,

ils continuent à secréter la dentine
tout au long de votre vie.

Malgré la différence des dents
entre les mammifères,

le processus de la croissance des dents
est le même que ce soit pour les lions,

les kangourous,

les éléphants,

ou pour nous.

Ce qui change, c'est comment
la nature sculpte la forme de la dent

en modifiant le pliage
et les schémas de croissance

pour s’adapter aux régimes distincts
des différentes espèces.

Les vaches ont des molaires plates
à stries parallèles

pour broyer les herbes dures.

Celles des chats sont des lames
cornées et pointues,

pour cisailler viandes et tendons.

Celles des porcs sont épaisses
et servent à écraser

les racines dures et les graines.

La myriade de molaires
des mammifères modernes

peut être retracée à une forme
commune appelée « Tribosphénique »

qui est apparue initialement
durant l’ère des dinosaures.

Au 19ème siècle,
le paléontologue Edward Drinker Cope

a développé un modèle de base
de l’évolution de cette forme.

Il émit l’hypothèse qu’au début
la dent était de forme conique,

comme chez plusieurs poissons,
amphibiens et reptiles.

Trois plus petites cuspides ont ensuite
été ajoutées, alignées en une seule ligne,

de l’avant vers l’arrière
et liées par des crêtes.

Plus tard, les cuspides ont été poussées
pour former des couronnes triangulaires.

Les dents adjacentes ont formé
un zigzag continu de crêtes

pour trancher et découper.

Une plate-forme basse s’est ensuite
formée derrière chaque ensemble de dents

et est devenue une plateforme
destinée à l'écrasement.

Comme Cope l'a découvert, la molaire
tribosphénique a servi de point de départ

de la radiation de formes spéciales
ultérieures,

chacune façonnée
par les besoins d’évolution.

En renforçant les crêtes
et en ôtant plate-forme,

on obtiendra les dents en forme de lames
des chats et des chiens.

En enlevant les cuspides de devant
et élevant la plate-forme,

on aboutit à nos molaires humaines.

Quelques changements supplémentaires
donnent une dent de cheval ou de vache.

Certains détails de l'hypothèse intuitive
de Cope se sont révélés incorrects.

Mais dans le registre fossile,

il y a des exemples de dents qui
ressemblent exactement à ce qu’il a prédit

et on peut retracer les molaires
des mammifères vivants

à cette forme primitive.

Aujourd’hui, la capacité de consommer
de diverses formes de nourritures

permet aux mammifères
de survivre les habitats,

allant des sommets des montagnes
et profondeurs de l'océan

aux forêts tropicales et aux déserts.

Le succès de notre classe biologique
est donc dû en grande partie

à la force et l’adaptabilité remarquables

de l'humble molaire des mammifères.