Как эволюционировали зубы ? — Петер Унгар

Посмотреть урок полностью: https://ed.ted.com/lessons/how-did-teeth-evolve-peter-s-ungar

Пускай зубами никого не удивишь, но на самом деле зубы — это чудо анатомии. В течение всей жизни они служат для измельчения любой пищи, и при этом они достаточно крепкие и способны не сломаться. Как им это удаётся? Петер Унгар проследил эволюцию моляров у млекопитающих: от примитивных конусообразных структур до многообразия форм у современных млекопитающих — от львов до коров и людей.

Урок — Петер Унгар, мультипликация — Cabong Studios.

Пускай зубами никого не удивишь,
но на самом деле зубы — это чудо анатомии.

В течение всей жизни они служат
для измельчения любой пищи,

и при этом они достаточно крепкие
и способны не сломаться.

Они формируются при помощи
строительного материала,

получаемого с пищей,
которую они сами же и пережёвывают.

Откуда у них такая неимоверная сила?

Всё благодаря необычному строению зубов,
отчего они твёрдые и прочные.

Твёрдость проявляется
в предотвращении появления трещин,

а благодаря прочности не происходит
дальнейшего увеличения трещин.

Обоими свойствами могут похвастаться
очень немногие материалы.

Например, стекло твёрдое, но не прочное,

а кожа прочная, но не твёрдая.

В зубах объединены оба свойства
благодаря двум слоям —

внешней коронки из эмали, которая
почти целиком состоит из фосфата кальция,

и более прочного слоя дентина
под ней, который частично состоит

из органических волокон,
придающих ему гибкость.

Эта удивительная структура имеет в себе
два типа клеток:

энамелобласты, которые образуют эмаль,

и одонобласты, которые выделяют дентин.

Когда зубы формируются,
одонобласты растут внутрь,

а энамелобласты стремятся наружу
и отделяются при достижении поверхности.

В эмали образуются длинные, тонкие нити,

каждая примерно 60 нанометров в диаметре.

Это одна тысячная толщины
человеческого волоса.

Нити связаны в эмалевые призмы,

в одном квадратном миллиметре
их — десятки тысяч,

таким образом формируется
похожий на щит слой эмали.

Как только это процесс завершён,
эмаль уже не сможет самовосстанавливаться,

потому что утрачены все клетки,
формировавшие её,

поэтому нам повезло,
что разрушить эмаль не так-то просто.

В одонобластах
клеточные процессы сложнее,

но в отличие от энамелобластов,
они не исчезают

и продолжают вырабатывать дентин
на протяжении всей жизни человека.

Несмотря на различия
в строении зубов у млекопитающих,

по сути процесс формирования и роста зубов
один и тот же и у львов,

и у кенгуру,

и у слонов,

и у людей.

Отличия заключаются
в установленных природой форме зубов,

работе челюстей и моделей роста зубов,

отвечающих потребностям
пищевых рационов различных животных.

У коров плоские моляры
с параллельными гребнями

для пережёвывания жёсткой травы.

У кошек острые, как лезвия, гребни-моляры
для поедания мяса и жил.

У свиней тупые толстые зубы, необходимые,
чтобы раскусить корни и семена.

Огромное разнообразие моляров,
встречающихся у современных млекопитающих,

ведёт начало от общей формы зубов,
так называемых трибосфенических моляров,

которые появились ещё при динозаврах.

В XIX веке палеонтолог Эдвард Дринкер Коп

разработал основную модель
эволюции форм зубов.

Он выдвинул гипотезу,
что всё началось с конусообразных зубов,

встречающихся у многих видов рыб,
амфибий и рептилий.

Позже добавились небольшие бугорки,
выстроившиеся по три в ряд

и связанные между собой с передней
до задней части гребнями.

Со временем ряды бугорков нарушились
и образовались треугольные коронки.

Прилегающие зубы сформировали

целостную структуру из гребней
для откусывания и пережёвывания.

Позади каждого ряда зубов
сформировался талонидный бассейн,

что помогало при раскусывании.

Коп считал трибосферический моляр
отправной точкой

для формирования
многообразия разных форм зубов,

каждая из которых отвечала
эволюционным потребностям.

Если выравнять гребни
и убрать талонидный бассейн,

то получатся острые зубы кошек и собак.

Если убрать передние бугорки
поднять талонид, — то моляры людей.

Пара дополнительных модификаций,
и получатся зубы лошади и коровы.

Но некоторые догадки в интуитивной
гипотезе Копа оказались ошибными.

Однако согласно археологическим раскопкам,

существуют примеры зубов, похожие
в точности на те, что он предсказал,

и можно проследить происхождение моляров
всех млекопитающих от примитивных форм.

Сегодня млекопитающие способны
употреблять в пищу что угодно,

что позволило им существовать
в различных условиях

от горных вершин и до океанских глубин,

джунглей и пустынь.

Поэтому эволюционный успех
нашего биологического класса

в немалой степени объясняется удивительной
силой и приспособляемостью

обычного моляра млекопитающих.