Неглубокие дырки в зубах наших предков могли быть не болезнью, как считалось ранее

Эмаль, покрывающая внешний слой наших зубов, может показаться неожиданным местом для поиска ключей к эволюции. Однако она способна рассказать гораздо больше, чем можно предположить, о связях между ископаемыми предками и родственными видами.

В новом исследовании, опубликованном в Journal of Human Evolution, ученые обратили внимание на необычную особенность эмали, а точнее — на ее отсутствие. Речь идет о крошечных, неглубоких углублениях в ископаемых зубах, которые, как выяснилось, могут быть не признаками недоедания или болезни, а иметь важное эволюционное значение.

Для антропологов, изучающих происхождение человека и родственные связи между древними видами, зубы являются ценным источником информации. Новый маркер в виде характерных углублений может помочь уточнить положение различных видов на эволюционном древе.

Однородные, круглые и неглубокие

Впервые такие углубления были обнаружены у Paranthropus robustus — южноафриканского вида, близкого к роду Homo, к которому принадлежат современные люди. Эти ямки отличаются удивительной однородностью: они круглые, мелкие и имеют схожий размер.

Изначально предполагалось, что подобная особенность характерна только для P. robustus. Однако последние исследования показали, что аналогичные углубления встречаются и у других видов Paranthropus в Восточной Африке, а также у некоторых представителей рода Australopithecus, который, возможно, дал начало как Homo, так и Paranthropus.

Ранее считалось, что такие дефекты эмали возникают из-за стрессовых факторов, таких как болезни или недоедание в детстве. Однако их необычная регулярность — одинаковые форма, размер и расположение на зубах у разных видов, живших в разное время и в разных регионах, — заставляет усомниться в этой гипотезе.

Два миллиона лет эволюции

Ученые изучили ископаемые зубы гоминин (людей и их ближайших вымерших родственников) из долины Омо в Эфиопии, где сохранились следы более двух миллионов лет эволюции, а также сравнили их с находками из Южной Африки (Дримолен, Сварткранс и Кромдраай).

Коллекция Омо включает зубы, принадлежащие Paranthropus, Australopithecus и Homo — трем наиболее изученным родам гоминин. Это позволило проследить характерные углубления у разных ветвей эволюционного древа.

Результаты оказались неожиданными: однородные ямки регулярно встречаются у Paranthropus как в Восточной, так и в Южной Африке, а также у древнейших представителей Australopithecus, живших около 3 миллионов лет назад. Однако у южноафриканских Australopithecus и у рода Homo подобные углубления отсутствуют.

Дефект… или особенность?

Если бы углубления были вызваны стрессом или болезнью, они, вероятно, коррелировали бы с размером зубов и толщиной эмали, а также проявлялись бы как на передних, так и на задних зубах. Однако этого не наблюдается.

Кроме того, дефекты, связанные со стрессом, обычно образуют горизонтальные полосы и затрагивают все зубы, формирующиеся в период неблагоприятных условий. В данном случае картина иная.

Исследователи предполагают, что эти углубления имеют генетическое и развивательное происхождение. Возможно, они возникли как побочный эффект изменений в формировании эмали у данных видов или даже выполняли какую-то неизвестную функцию. В любом случае, ученые предлагают рассматривать их не как дефект, а как особенность.

Современные параллели

Дополнительные аргументы в пользу генетической природы углублений дает сравнение с редким современным заболеванием — несовершенным амелогенезом, которое нарушает формирование эмали.

Сегодня эта патология встречается примерно у одного человека из тысячи. В то же время однородные углубления обнаружены у половины изученных особей Paranthropus. Учитывая их распространенность и стабильность на протяжении миллионов лет, маловероятно, что они были вредным нарушением.

Новый маркер для эволюционных исследований

Если происхождение этих углублений действительно связано с генетикой, их можно использовать для анализа эволюционных связей. Уже сейчас такие особенности зубов, как толщина эмали, форма бугорков и характер износа, помогают идентифицировать виды. Однородные ямки могут стать дополнительным инструментом.

Например, находки подтверждают гипотезу о том, что Paranthropus — монофилетическая группа, то есть все его виды произошли от общего предка, а не развились независимо от разных линий Australopithecus.

Интересный случай — Homo floresiensis, так называемый «хоббит» с острова Флорес в Индонезии. На опубликованных изображениях их зубы также демонстрируют похожие углубления. Если это подтвердится, это может указывать на более тесную связь с ранними Australopithecus, чем с родом Homo. Однако у H. floresiensis также встречаются возможные патологии, поэтому требуются дополнительные исследования.

Пока рано использовать этот признак в систематике, но он открывает новые возможности для изучения эволюции гоминин. Углубления не встречаются у современных приматов и представителей рода Homo (за исключением редких случаев несовершенного амелогенеза), что делает их уникальным маркером для реконструкции родственных связей древних видов.