Ogromne pancerne monstra objęły rządy nad morzami. Dlatego bolą nas zęby

Nadwrażliwość zębów zna chyba każdy i każda z nas. Bardzo zimne lody albo przeciwnie - coś słodkiego czy gorącego powoduje, że zaczynają boleć. Przekazują nam informację, że do naszych ust trafiło coś niepożądanego. Nie jest to przyjemne uczucie, ale pozwala organizmowi i mózgowi zorientować się w sytuacji.

Zupełnie tak jakbyśmy wypracowali sobie zęby, które stanowią dodatkowy zmysł, receptory przekazujące informacje o bodźcach. Rzeczywiście tak było, ale badania naukowców z Uniwersytetu w Chicago wskazują na to, że ludzka wrażliwość zębów nie zaczęła się w naszych ustach. Jej początki sięgają kilkuset milionów lat wstecz.

O sprawie pisze "Nature", gdzie czytamy, że najstarsze ślady tkanki przypominającej zębinę pochodzą z bardzo dawnych czasów. Z epoki, gdy w światowych oceanach żyły bezszczękowce takie jak Anatolepis.

To epoka ordowiku, grubo ponad 400 mln lat temu. Nie było wtedy jeszcze żadnych ryb, a Anatolepis i inne bezszczękowce są przodkami wszystkich obecnych kręgowców.

Zainteresowanie naukowców Uniwersytetu w Chicago wzbudziły jednak późniejsze ryby pancerne, czyli plakodermy. To wymarła, imponująca grupa, która dominowała w oceanach od końca syluru przez cały dewon. To okres od 430 do 350 mln lat temu.

Konkurencja ze strony ryb chrzęstnoszkieletowych, takich jak rozwijające się mocno rekiny oraz wczesnych ryb kostnoszkieletowych, sprawiła, że plakodermy wymarły i nie ma dzisiaj po nich śladu. A przynajmniej tak nam się wydaje.

Ryby pancerne dominowały przez niemal 100 mln lat w prawie wszystkich morskich niszach i środowiskach. Były chociażby szczytowymi drapieżnikami epoki. Wiele z nich osiągnęło wręcz monstrualne rozmiary, chociażby Dunkleosteus - jedna z największych ryb w dziejach świata, która dorastała nawet do 10 metrów.

Miała pancerną głowę, wielkie szczęki i była w stanie pożreć wszystko, co wtedy pływało w morzach. Także tych oblewających Polskę, bo szczątki tego potwora znajdowano też u nas, np. w Górach Świętokrzyskich.

U ryb pancernych, takich jak dunkleosteus, wyróżniała się właśnie ogromna głowa, którą wraz z przednią częścią ciała osłaniały potężne pancerze. Rzeczywiście, ryby te wyglądały jakby pływały w zbroi. Zakładaliśmy dotąd, że pancerz miał przede wszystkim funkcje ochronne, sprawiał, że zwierzę było nietykalne dla przeciwników. Teraz okazuje się, że płyty mogły mieć szersze zastosowanie.

Już od jakiegoś czasu wiadomo, że na płytach ryb pancernych wyrastały kolce podobne do zębów - widać je wyraźnie w skamieniałościach. Badania wskazały na to, że mają one homologiczne pochodzenie wraz z naszymi zębami.

Składają się z dentyny, zwanej inaczej zębiną - tkanki pod szkliwem. W przytłaczającej większości budują ją związki nieorganiczne, takie jak dwuhydroksyapatyt, a w reszcie - organiczne jak kolagen.

A zatem jest to warstwa wrażliwa na bodźce i to ona sprawia, że odczuwamy intensywne smaki jak kwaśny, słodki, słony czy doznania jak zimno lub ciepło. Zęby natychmiast przekazują takie informacje.

Naukowcy z Chicago przebadali nie tylko kolce z zębiny znajdujące się na płytach ryb pancernych, ale także podobne struktury u wcześniejszych zwierząt ordowiku, a nawet kambru, np. u Anatolepis.

Wczesne zwierzęta morskie miały struktury zbudowane z zębiny znajdujące się na zewnętrznym ciele i ich znaczenie nie było tylko obronne, ale przede wszystkim sensoryczne.

Za ich pomocą, dzięki bardzo wrażliwej zębinie, ryby pancerne i ich przodkowie odczuwali i odbierali bodźce w wodzie, np. temperaturę, zasolenie, zmianę ciśnienia, także ruchy wody.

Do badań wykorzystany został akcelerator cząstek i dzięki temu udało się wykazać, że pierwsze struktury przypominające nasze zęby powstały już w okresie kambryjskim.

Kolejne organizmy rozwinęły ten system odczuwania i odbierania bodźców. Dopiero ok. 360 mln lat temu u kolejnych grup ryb wytworzyły się inne sposoby, np. linia boczna, którą ryby mają do dzisiaj. Owszem, wykopaliska wykazały, że linia boczna pojawiała się już u późnych ryb pancernych, ale jednak pancerz z sensorycznymi zębami był wcześniejszy.

Yara Haridy z Uniwersytetu w Chicago, która prowadziła te badania, zauważa na łamach "Nature", że zęby wcale nie muszą znajdować się w szczękach czy otworze gębowym, aby pełnić swą sensoryczną rolę.

Rozrywanie pokarmu, żucie go i rozdrabnianie to dzisiaj tylko jedna z funkcji naszych zębów. Starszymi są funkcje sensoryczne, które odziedziczyliśmy po przodkach jeszcze z paleozoiku i po wielkich rybach pancernych tamtych oceanów.

I dzięki temu do dziś krzywimy się, gdy jemy zimne lody albo pijemy kwaśny sok.