Ученые выяснили, как возникли зубы у первых предков человека - «Наука»

© Новости Дня / Антон ДенисовПодводный мир. Остров Кокос

МОСКВА, 21 ноя – Новости Дня. Генетики нашли новые доказательства того, что примитивные зубы у самых далеких предков человека могли возникнуть в результате мутаций в генах, связанных с формированием чешуи у рыб, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Ученые: зубы помогли млекопитающим захватить Землю в начале кайнозоя"Чешуя современной рыбы выглядит совсем не так, как кожный покров их далеких предков. Он был больше похож по своей структуре на зубы, и его следы остались лишь у некоторых древнейших обитателей морей Земли, таких как акулы и скаты. Если провести по коже акулы рукой, то вы сразу поймете, насколько она твердая из-за множества кожных зубов. Не зря в древности ее использовали как наждачную бумагу", — рассказывает Эндрю Гиллис (Andrew Gillis) из Кембриджского университета (Великобритания).

Первые рыбы, появившиеся на Земле примерно 500 миллионов лет назад, были в целом похожи на своих современных потомков, за исключением двух черт анатомии – у них не было ни настоящих челюстей, ни зубов. Как сегодня считают ученые, челюсти появились у примитивных рыб значительно позже, 410-380 миллионов лет назад, в результате превращения одной из жаберных дуг в новое "хватательное" приспособление.

Как именно возникли зубы, пока не понятно, и ученые ведут ожесточенные споры насчет того, какая часть тела древних рыб могла их породить, а также того, возникли ли они одновременно с челюстями или появились гораздо позже. Небольшое число окаменелостей девонского периода, известных сегодня, позволяет вести подобные дебаты практически бесконечно, так как "железных" аргументов в пользу той или другой теории пока нет.

Гиллис и его коллеги попытались найти ответ на этот вопрос не в древнем прошлом Земли, а в ее настоящем, наблюдая за тем, как формируется зародыш ежового ската (Leucoraja erinacea) и как возникают "заготовки" его будущих зубов и чешуи.

Древнейший предок людей оказался похожим на зубастый "мешок"

Проводя этот эксперимент, ученые руководствовались простым соображением – если настоящие и кожные зубы скатов имеют общие "корни", то тогда они должны формироваться из одного и того же типа зародышевых клеток. Если же это не так, то тогда они будут возникать в разных частях эмбриона, что укажет на то, что зубы возникли каким-то другим путем.

Для раскрытия этой тайны ученые ввели в клетки эмбриона особый набор светящихся молекул, присоединяющихся к жирам и белкам в стенках клетки, что позволило им следить за тем, куда попадали их потомки и как они развивались по мере роста малька. Дополнительно биологи наблюдали за активностью гена FoxD3, управляющего ростом клеток-прародителей зубов.

Настоящие зубы появились у рыб вместе с челюстями, выяснили ученые

Эти наблюдения показали, что и зубы, и чешуя ската формируются из одного и того же источника – так называемого нервного гребня, особой ткани зародыша, окружающей будущий спинной и головной мозг. Клетки нервного гребня, как объясняют ученые, обладают высокой мобильностью и они могут проникать фактически во все регионы эмбриона по мере его развития.

"Клетки нервного гребня играют ключевую роль в развитии зубов у млекопитающих. Наши эксперименты указывают на глубинную эволюционную связь между примитивной чешуей древних рыб и зубами современных животных и людей", — заключает генетик.