Вы, вероятно, не задумывались о том, как вы жуете, но строение и механика челюстей почти всех современных млекопитающих могут иметь какое-то отношение к тому, почему мы здесь сегодня. В новой статье, опубликованной на этой неделе в Scientific Reports, Дэвид Гроссникл, аспирант Комитета по эволюционной биологии Чикагского университета, предполагает, что зубы млекопитающих, челюстные кости и мышцы эволюционировали, чтобы совершать движения челюсти из стороны в сторону., или рыскание, позволявшее нашим самым ранним предкам перемалывать пищу коренными зубами и придерживаться более разнообразной диеты. Эти изменения, возможно, способствовали их выживанию во время массового вымирания в конце мелового периода 66 миллионов лет назад.
Термины «тангаж» и «рыскание» обычно описывают движения самолетов, но биологи также используют их для описания основных движений частей тела, таких как челюсть. Вращение по тангажу приводит к основному движению вверх и вниз, а вращение по рысканию приводит к поперечному движению из стороны в сторону (представьте себе корову, жующую траву). Почти все современные млекопитающие, в том числе плацентарные млекопитающие, такие как люди и олени, и сумчатые, такие как кенгуру и опоссумы, имеют сходство в строении челюстей и мускулатуре, что позволяет совершать как наклон, так и рыскание. Это позволяет сегодня млекопитающим питаться особенно разнообразно: от нарезки кусков мяса до измельчения жестких растений и овощей. Для ранних млекопитающих эти характеристики означали, что они могли быть более изобретательными в трудные времена.
«Если у вас очень специализированная диета, вы, скорее всего, погибнете во время массового вымирания, потому что вы едите только одну вещь», - сказал Гроссникл. «Но если вы можете есть все, что угодно, и 90 процентов вашей еды уходит, вы все еще можете жить на объедках».
Используя 2D-изображения ранних окаменелостей млекопитающих из предыдущих публикаций и 3D-данные, собранные из современных образцов в Полевом музее, Гроссникл проанализировал структуру зубов, челюстных костей и то, как мышцы, которые их контролируют, были прикреплены к черепу. Он увидел, что по мере того, как у видов начали развиваться выступы на верхних коренных зубах, которые подходили к соответствующей чаше или впадине на их нижних аналогах, мускулатура челюсти также изменилась, чтобы обеспечить больший крутящий момент для движений рыскания из стороны в сторону. Таким образом, животное могло перемалывать пищу между коренными зубами, как ступку и пестик, а не резать ее простыми движениями вверх и вниз.
Гроссникл, который работает в лаборатории Чжэ-Си Луо, доктора философии, профессора биологии и анатомии организмов, изучает раннее происхождение млекопитающих и интересуется более широкими вопросами о том, почему определенные группы млекопитающих диверсифицировались с течением времени и пережили события вымирания. Он говорит, что адаптация челюстей и зубов могла быть ключевой.
"Млекопитающие оправились от этих событий и продолжали диверсифицироваться и сохраняться, и это один из моих интересов. Почему мы живем в эпоху млекопитающих, а не в эпоху динозавров?" он сказал. «Это исследование начинает рассматривать этот вопрос с функциональной точки зрения, рассматривая произошедшие изменения, которые могли дать некоторым млекопитающим функциональные или диетические преимущества по сравнению с другими группами».