Η απώλεια των νεογιλών μας δοντιών πάει 380 εκατομμύρια χρόνια πίσω στο χρόνο.
Το να χάνεις τα νεογιλά σου δόντια είναι μια παράξενη εμπειρία. Τα δόντια χαλαρώνουν σταδιακά μέχρι να αντικατασταθούν από παχύτερα, πιο ανθεκτικά και μόνιμα. Μια νέα ανακάλυψη από ομάδα παλαιοντολόγων που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Swiss Journal of Palaeontology» δείχνει ότι η αρχή αυτής της διαδικασίας χρονολογείται πριν από περισσότερα από 380 εκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο οι άνθρωποι δεν είναι τα μόνα όντα που μπορούν να αποβάλλουν δόντια. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα θηλαστικά διαθέτουν δύο σετ δοντιών καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους. Τα ερπετά, τα αμφίβια, τα ψάρια και οι καρχαρίες αντικαθιστούν συνεχώς τα δόντια τους καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους.
Προτού όμως ένα δόντι αντικατασταθεί πρέπει πρώτα να υποβληθεί σε μια διαδικασία γνωστή ως «απορρόφηση» (resorption). Αυτή περιλαμβάνει εξειδικευμένα κύτταρα, τους οστεοκλάστες, που διαλύουν το οστό στη ρίζα του δοντιού επιτρέποντάς του να χαλαρώσει και να πέσει. Μέχρι τώρα δεν ήταν σαφές πότε εμφανίστηκε για πρώτη φορά η ικανότητα απορρόφησης του οστού στη ρίζα του δοντιού.
Τα πρώτα ψάρια με δόντια
Τα πρώτα στοιχεία για δόντια σε οποιοδήποτε σπονδυλωτό (ζώο με σπονδυλική στήλη) προέρχονται από τα πρωτόγονα θωρακωτά ψάρια, γνωστά ως πλακόδερμα, που άνθισαν κατά τη Σιλούρια περίοδο και τη Δεβόνια περίοδο (438–359 εκατομμύρια χρόνια πριν). Τα πλακόδερμα είχαν κεφάλι και θώρακα καλυμμένα με οστέινες πλάκες και αν και πολλά ήταν θηρευτές οι επιστήμονες πίστευαν για πολύ καιρό ότι δεν είχαν αληθινά δόντια δηλαδή δόντια με τους ίδιους ιστούς και διαδικασίες ανάπτυξης που βρίσκονται σε άλλα σπονδυλωτά.
Τα περισσότερα πλακόδερμα είχαν δύο ζεύγη οστέινων άνω οδοντικών πλακών (ονομάζονταν «supragnathals») συνδεδεμένες με το κρανίο, και ένα ζεύγος κάτω γνάθου (ονομάζονταν «infragnathal») που θεωρούνταν ότι φθείρονταν σχηματίζοντας αιχμηρή κόψη. Η εμφάνιση της απεικόνισης με σύγχροτρον, ενός ισχυρού ακτινικού συστήματος που δείχνει λεπτομέρειες ιστών σε πολύ υψηλή ανάλυση, επιβεβαίωσε την παρουσία δοντιών με οστέινη βάση και κοιλότητα πολφού χωρίς όμως εξωτερικό στρώμα σμάλτου.
Ωστόσο, οι επιστήμονες πίστευαν ότι καθώς τα πλακόδερμα μεγάλωναν τα δόντια φθείρονταν με αποτέλεσμα οι γνάθοι πολλών ενήλικων πλακοδερμάτων να φαίνονται άδειες από δόντια.
Ο αρχαίος τροπικός ύφαλος
Η Gogo Formation στη Δυτική Αυστραλία, στην περιοχή Gooniyandi, αντιπροσωπεύει έναν αρχαίο τροπικό ύφαλο της Δεβόνιας περιόδου με μεγάλη ποικιλία ψαριών, κυριαρχούμενα από πολλά είδη πλακόδερμων. Για να συνυπάρξουν πολλά είδη στον ίδιο ύφαλο και να ευδοκιμήσουν χρειάστηκε να διαιρέσουν τους διαθέσιμους πόρους με κάποιον τρόπο. Τα πλακόδερμα το έκαναν απλώς τρώγοντας διαφορετικά: ένα είδος έτρωγε διαφορετική τροφή από τα άλλα ή αναζητούσε τροφή σε διαφορετικά μέρη ή σιτίζονταν σε διαφορετικές ώρες της ημέρας ή της νύχτας.
Τα πλακόδερμα που ζούσαν στον ύφαλο δείχνουν μεγάλη ποικιλία στη διάταξη και το σχήμα των δοντιών. Το Eastmanosteus ήταν το μεγαλύτερο από τα πλακοδέρματα του υφάλου, φτάνοντας περίπου τα δύο μέτρα μήκος. Ως κορυφαίος θηρευτής είχε αιχμηρές λεπίδες με δύο διακριτά δόντια τύπου κυνόδοντα. Το Compagopiscis, λιγότερο από το μισό μέγεθος του Eastmanosteus, είχε μικρά μυτερά δόντια που χρησιμοποιούσε για να τρέφεται με ασπόνδυλα παρόμοια με γαρίδες.
Το ψάρι που μελέτησαν οι ερευνητές ήταν το Bullerichthys. Είχε χαμηλά, επίπεδα δόντια για να θρυμματίζει οργανισμούς με σκληρό σώμα. Τα δόντια του έδειξαν μια ιδιαίτερα ασυνήθιστη διάταξη, περιέβαλαν μια οστέινη πλάκα. Επιπλέον τα δόντια του Bullerichthys είχαν λαμπερή επιφάνεια που έμοιαζε πολύ με σμάλτο.
Η απορρόφηση
Στις αρχές της δεκαετίας του 2000 η ερευνητική ομάδα εντόπισε δύο επιπλέον δείγματα, αλλά ήταν διαφορετικού μεγέθους από το αρχικό και οι οδοντικές τους πλάκες είχαν διαφορετικό αριθμό σειρών δοντιών. Αυτά τα νέα δείγματα σηματοδοτούσαν ότι είχαν βρει μια σειρά ανάπτυξης, δείχνοντας πώς τα δόντια άλλαζαν από τη νεότητα ως την ενηλικίωση.
Αυτό τους έδωσε την εντύπωση ότι κάτι διαφορετικό συνέβαινε στον τρόπο σχηματισμού αυτών των δοντιών σε σύγκριση με όλα τα άλλα πλακοδέρματα. Αντί τα δόντια στις άνω οδοντικές πλάκες να φθείρονται, ο αριθμός των σειρών και των δοντιών αυξανόταν καθώς το Bullerichthys μεγάλωνε. Ήταν αυτό ένα πρώιμο παράδειγμα της αποκαλούμενης οδοντικής σπείρας– ενός είδους έλικας δοντιών – όπως αυτό που βρέθηκε στο πρώιμο είδους καρχαρία Qianodus ή κάτι εντελώς διαφορετικό;
Για να το διερευνήσουν οι ερευνητές πήραν τις οδοντικές πλάκες στο Australian Synchrotron ANSTO Research Facility στη Μελβούρνη, όπου μπορούσαν να αποκτήσουν εικόνες υψηλής ανάλυσης των ιστών χωρίς να καταστρέψουν τα απολιθώματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όπως και σε άλλα πλακόδερμα τα νεότερα δόντια είχαν μεγάλη κοιλότητα πολφού που γέμιζε με οστέινο ιστό γνωστό ως οδοντίνη.
Ωστόσο, καθώς το δόντι γερνούσε, δεν φθείρονταν ούτε έπεφτε και δεν αντικαθίστατο. Αντίθετα, το δόντι απορροφούταν από μέσα: παρατηρήσαμε πολλούς μικρούς αγωγούς για τα αιμοφόρα αγγεία στα γηραιότερα δόντια, με σπογγώδες οστό να εισβάλλει στη βάση του δοντιού και τελικά να αντικαθιστά την κεντρική οδοντίνη.
Κάτω από την οδοντική πλάκα, αντιστοιχώντας σε κάθε μία από τις λοξές σειρές δοντιών υπήρχε ένα νέο δόντι σε μικρή κοιλότητα. Αυτό το ερμηνεύσαν οι ερευνητές ως τον τόπο για τον μαλακό ιστό σχηματισμού δοντιών παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει σε οστεώδη ψάρια όπως οι πέστροφες σήμερα.
Άλλο κομμάτι του εξελικτικού παζλ
Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μόνο που ανακάλυψαν οι ερευνητές. Πολλές από τις οδοντικές πλάκες του Bullerichthys εμφανίζουν κοιλότητες με χαρακτηριστικά κυματιστά άκρα υποδεικνύοντας την παρουσία οστεοκλαστών των κυττάρων που διασπούν το οστό.
Αυτά δεν περιορίζονται σε ένα μόνο δόντι όπως συμβαίνει στα ζωντανά οστεώδη ψάρια όπως η πέστροφα. Αντίθετα βρίσκονται ευρέως στην εξωτερική επιφάνεια της οδοντικής πλάκας. Η ποσότητα της απορρόφησης διέφερε μεταξύ ενηλίκων και νεαρών ατόμων με την απορρόφηση να μειώνεται δραματικά στα μεγαλύτερα άτομα.
Τα πλακόδερμα αν και δεν είναι ευρέως γνωστά στο ευρύ κοινό κυριάρχησαν στον πλανήτη για περισσότερα από 80 εκατομμύρια χρόνια ως τα πιο άφθονα και ποικιλόμορφα σπονδυλωτά στη Γη. Η νέα μελέτη δείχνει ότι ήταν πολύ πιο κοντά στα ζωντανά οστεώδη ψάρια απ’ ό,τι πιστεύαμε και παρέχει ένα ακόμα κομμάτι του εξελικτικού παζλ σχετικά με τους προγόνους μας από τα βάθη του χρόνου.
