Jak ewoluowały zęby? - Peter S. Ungar

Zobacz całą lekcję: https://ed.ted.com/lessons/how-did-teeth-evolve-peter-s-ungar

Możesz uważać zęby za coś zwyczajnego, ale to prawdziwy cud. Rozdrabniają wszystko, co zjadasz, a przy tym są tak wytrzymałe, że nie ulegają zniszczeniu. Jak to robią? Peter S. Ungar śledzi ewolucję trzonowców ssaków od prymitywnych stożkowatych form do niezliczonych rodzajów zębów u współczesnych gatunków: od lwów i krów po ludzi.

Lekcja: Peter S. Ungar, animacja: Cabong Studios.

Możesz uważać zęby za zwyczajne,
ale to prawdziwy cud.

Rozdrabniają wszystko, co zjadasz,

a przy tym są tak wytrzymałe,
że nie ulegają zniszczeniu.

Zbudowane są wyłącznie z materiałów

pochodzących z pożywienia,
które wcześniej rozdrobniły.

Co sprawia, że zęby są tak wytrzymałe?

Dzięki genialnej konstrukcji zęby są
zarówno twarde, jak i wytrzymałe.

Twardość można uznać
za odporność na pękanie,

a wytrzymałość powstrzymuje
pęknięcia przed rozprzestrzenianiem.

Niewiele materiałów ma obie właściwości.

Przykładowo szkło jest twarde,
ale mało wytrzymałe,

a skóra jest wytrzymała, ale nie twarda.

Zęby zawdzięczają
swoje właściwości dwóm warstwom.

Twardej warstwie zewnętrznej szkliwa
zbudowanej głównie z fosforanu wapnia

i znajdującej się pod nią
wytrzymałej zębinie,

częściowo zbudowanej z organicznych
włókien, które zapewniają elastyczność.

Ten niezwykły układ powstaje
dzięki dwóm rodzajom komórek:

ameloblastom, które wytwarzają szkliwo,

i odontoblastom, które wytwarzają zębinę.

Budując zęby, odontoblasty
wędrują do wewnątrz,

a ameloblasty wędrują na zewnątrz
i zanikają, kiedy dotrą do powierzchni.

W przypadku szkliwa
powstają długie, cienkie włókna,

każde o średnicy około 60 nanometrów.

To jedna tysięczna
grubości ludzkiego włosa.

Włókna łączą się
w dziesiątki tysięcy pręcików,

ciasno upakowanych
na każdym milimetrze kwadratowym,

i tworzą warstwę szkliwa
podobną do tarczy.

Kiedy ten proces się zakończy,
szkliwo traci zdolność regeneracji,

bo wszystkie komórki,
które je wytwarzają, giną.

Na szczęście trudno uszkodzić szkliwo.

Działanie odontoblastów
jest bardziej złożone,

ale w przeciwieństwie do ameloblastów
wytwarzają zębinę przez całe życie.

Mimo różnic w uzębieniu ssaków

zęby powstają w ten sam sposób u lwów,

u kangurów,

słoni

i u nas.

Natura nadaje zębom różne kształty,

zmieniając sposób
ich fałdowania i wzrastania,

żeby dostosować je
do diet różnych gatunków.

Trzonowce krów są płaskie z równoległymi
grzbietami do rozdrabniania trawy.

Trzonowce kotów przypominają
ostrza do cięcia mięsa i ścięgien.

Tępe, grube zęby świń przydają się
do miażdżenia twardych korzeni i nasion.

Niezliczone rodzaje trzonowców
współczesnych ssaków

wywodzą się z zębów trybosfenicznych,

które pojawiły się już u dinozaurów.

W XIX wieku paleontolog
Edward Drinker Cope

stworzył model ewolucji uzębienia ssaków.

Postawił hipotezę, że początkowo
zęby miały kształt stożka,

jak u wielu ryb, płazów i gadów.

Później wzdłuż każdego zęba
wykształciły się trzy guzki,

połączone grzbietami.

Z czasem ułożenie guzków się zmieniło
i powstała trójkątna korona.

Sąsiednie zęby tworzyły zygzakowaty ciąg
grzbietów do rozcinania i rozdrabniania.

Następnie na końcu każdej grupy zębów
uformowała się obniżona powierzchnia,

której zadaniem było miażdżenie pokarmu.

Zgodnie ze spostrzeżeniem Cope'a
zęby trybosfeniczne dały początek

kolejnym wyspecjalizowanym
postaciom trzonowców,

które ukształtowała ewolucja.

Wyprostuj grzbiety
i usuń powierzchnię miażdżącą,

a otrzymasz zaostrzone zęby kotów i psów.

Usuń przedni guzek, podnieś powierzchnię
miażdżącą, a uzyskasz ludzkie trzonowce.

Kilka dodatkowych zmian
i masz zęby konia albo krowy.

Pewne szczegóły tej hipotezy
okazały się błędne.

Jednak wśród zachowanych skamieniałości

odnaleziono zęby, które wyglądają
dokładnie tak, jak przewidywał,

co potwierdza, że trzonowce ssaków
pochodzą od wspólnej prostej formy.

Dzisiaj umiejętność spożywania
różnego rodzaju pokarmów

pozwala ssakom przetrwać
w przeróżnych warunkach,

od szczytów gór i morskich głębin

po lasy deszczowe i pustynie.

Tak więc sukces naszego gatunku
zawdzięczamy w dużej mierze

niezwykłej wytrzymałości
i zdolności adaptacji

niepozornych trzonowców.