Examinările dinților fosili dezvăluie cum au evoluat pentru prima dată caninii

O varietate de animale au colți, de la elefanți și morse până la creaturi asemănătoare cobai, de cinci kilograme, numite hyrax. Dar un lucru pe care animalele cu colți îl au în comun este că toate sunt mamifere – nu se știe că pești, reptile sau păsări nu au colți. Într-un nou studiu în Proceedings of the Royal Society BPaleontologii au urmărit primii colți până la rudele antice de mamifere care au trăit înainte de dinozauri și, pentru a face acest lucru, au trebuit să determine în primul rând ce a făcut din colți un colți.

„Caninii sunt o anatomie foarte populară, dar până când am început să lucrez la acest studiu, nu m-am gândit niciodată la modul în care caninii sunt restricționați la mamifere”, spune Megan Whitney, cercetător la Harvard și autor principal al studiului.

„Am reușit să arătăm că primii canini aparțineau unor animale care au venit înaintea mamiferelor moderne, numite dicinodonți”, spune Ken Angelcic, curator al Field Museum din Chicago și autor al lucrării. „Sunt animale foarte ciudate”.

Dicinodonții au trăit mai ales înainte de epoca dinozaurilor, de la aproximativ 270 până la 201 milioane de ani în urmă, și au variat de la dimensiunea unui șobolan la dimensiunea unui elefant. Mamiferele moderne sunt rudele lor cele mai apropiate în viață, dar păreau mai multe reptile, cu ciocul asemănător cu țestoase. De la descoperirea lor, acum 176 de ani, una dintre trăsăturile lor distinctive a fost perechea de canini proeminenti din maxilarul lor superior. Chiar și numele dicynodont înseamnă „doi dinții de câine. „

Cercetătorii au venit cu ideea de a studia originea caninilor în timp ce făceau o pauză de prânz în fosile antice. „Stăteam pe câmp în Zambia și era un dicinodont dintii Peste tot”, își amintește Whitney. Îmi amintesc că Ken le strângea și îi întreba de ce se numesc canini, pentru că au caracteristici pe care caninii nu le au. „

Angielczyk a făcut o distincție importantă: nu toți dinții proeminenți sunt din punct de vedere tehnic canini, iar modelele de formare și creștere ale dinților ne spun dacă ei contează sau nu. „Pentru această lucrare, a trebuit să definim canin, pentru că este un termen surprinzător de vag”, spune Whitney. Cercetătorii au stabilit că, pentru ca un dinte să fie un canin, acesta trebuie să se extindă dincolo de gură și trebuie să continue să crească pe tot parcursul vieții animalului și, spre deosebire de dinții majorității mamiferelor (inclusiv ai noștri), suprafețele caninilor sunt făcută în schimb din fildeș. de smalț dur.

Conform acestor criterii, elefanții, morsele, mistreții și morsele au colți. Cu toate acestea, ceilalți dinți mari din regnul animal nu fac tăietura. De exemplu, dinții rozătoarelor, deși uneori erup și cresc constant, au o bandă de smalț pe partea din față a dintelui, așa că nu sunt numărați.

Unii dintre caninii dicinodont observați de echipa în Zambia nu păreau să se potrivească nici cu definiția unui canin – erau mai degrabă emailați decât fildeș.

Machiajul diferit al dinților față de caninii oferă oamenilor de știință o perspectivă asupra vieții animalului. „Dinții emailați sunt o strategie evolutivă diferită de caninii încrusați cu fildeș și este un compromis”, spune Whitney. Dinții de smalț sunt mai puternici decât dentina, dar din cauza ingineriei modului în care dinții cresc în maxilar, dacă doriți dinți care vor continua să crească de-a lungul vieții, nu puteți avea o acoperire completă de smalț.

Animalele precum oamenii au făcut o investiție evolutivă în dinți durabili, dar greu de reparat – odată ce dinții noștri adulți cresc, nu avem noroc dacă se sparg. Caninii sunt mai puțin durabili decât dinții noștri emailați, dar cresc constant, chiar și atunci când sunt deteriorați. Este ca un compromis să ai o mașină care este foarte fiabilă, dar foarte greu de remediat atunci când ai o problemă, față de conducerea unei rachete care necesită reparații frecvente, dar este un model ieftin și ușor de reparat pentru orice mecanic.

Diferitele tipuri de dinți de animale care au evoluat le pot spune oamenilor de știință despre stresul cu care se confruntă acele animale și care ar fi putut produce acei dinți. Animalele cu canini îi pot folosi pentru luptă sau înrădăcinarea în pământ, expunându-le la răni mici, potențial periculoase, ale dinților de smalț care nu cresc constant.

Pentru a studia dacă caninii dicinodonților sunt într-adevăr canini, cercetătorii au tăiat benzi subțiri ca hârtie din dinții fosilizați a 19 specimene de dicinodont, reprezentând zece specii diferite, și au examinat structura lor cu un microscop. Ei au folosit, de asemenea, scanări CT pentru a examina modul în care dinții au fost atașați de craniu și dacă rădăcinile lor au arătat dovezi de creștere continuă. Oamenii de știință au descoperit că unii dintre dinții dicinodontului erau de fapt canini, în timp ce alții, în special cei ai unor specii anterioare, erau doar dinți mari. Nu a fost o evoluție strictă de la non-colți la canini, deși diferiți membri ai familiei dicynodont au dezvoltat canini în mod independent.

Whitney spune că a fost surprinsă de această descoperire. „M-am așteptat într-un fel să existe un punct în arborele genealogic în care toți disnodonții au început să aibă colți, așa că mi s-a părut foarte șocant să văd colții dezvoltându-se atât de strâns împreună”, spune ea.

„Caninii Dicynodont ne pot spune multe despre evoluția caninilor mamiferelor în general”, spune Angielczyk. „De exemplu, acest studiu arată că ratele mai mici de înlocuire a dinților și ligamentul elastic care leagă dintele de maxilar sunt esențiale pentru evoluția caninilor adevărați. Toate aceste scări ne oferă o mai bună înțelegere a caninilor pe care îi vedem astăzi la mamifere. .”

„Dicinodonții au fost cele mai abundente și mai diverse vertebrate de pe Pământ chiar înainte de vârsta dinozaurilor și sunt faimoși pentru „colții” lor. Faptul că doar câțiva dintre ei au canini adevărați, iar restul au dinți mari, este un exemplu frumos de evoluție pe care îl putem documenta. Putem vedea cum construim colți!”, spune Brandon Peacock, curator al Muzeului de Istorie Naturală din Idaho și unul dintre autorii lucrării.

Cercetătorii spun că studiul, care arată cel mai vechi exemplu cunoscut de canini adevărați, ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum funcționează evoluția.

„Caninii au evoluat de multe ori, ceea ce te face să te întrebi cum – și de ce? Acum avem date bune despre modificările anatomice care trebuie să apară pentru evoluția caninilor dicinodonți. Pentru alte grupuri, cum ar fi porcii sau morsele, juriul este încă în afara ”, spune Christian Sidor, curator la Universitatea din Washington, Burke și unul dintre autorii lucrării.

„Deși sunt animale foarte ciudate, există câteva lucruri despre dicinodonți, cum ar fi evoluția caninii, care ne vorbește despre mamiferele din jurul nostru astăzi”, spune Angielczyk. În plus, oricând poți spune că mamiferele nu sunt speciale, primii au făcut-o dicinodonții, asta e o zi bună. ”