Когда палеонтологи из Вашингтонского университета разрезали окаменелую челюсть дальнего родственника млекопитающего, они получили больше, чем рассчитывали, а точнее, больше зубов.
Как они сообщают в письме, опубликованном 8 декабря в Журнале Американской медицинской ассоциации онкологии, команда обнаружила доказательства того, что у вымершего вида была доброкачественная опухоль, состоящая из миниатюрных зубоподобных структур. Этот тип опухоли, известный как сложная одонтома, сегодня встречается у млекопитающих. Но это животное жило 255 миллионов лет назад, еще до того, как появились млекопитающие.
«Мы думаем, что это, безусловно, самый старый известный пример сложной одонтомы», - сказал старший автор Кристиан Сидор, профессор биологии Университета Вашингтона и куратор палеонтологии позвоночных в Музее естественной истории и культуры Берка. «Это указывает на то, что это древний тип опухоли».
До этого открытия самые ранние известные свидетельства одонтом были обнаружены в окаменелостях эпохи ледникового периода.
«До сих пор самое раннее известное появление этой опухоли было около миллиона лет назад у ископаемых млекопитающих», - сказала Джуди Ског, программный директор отдела наук о Земле Национального научного фонда, который финансировал исследование. «Эти исследователи нашли пример у предков млекопитающих, которые жили 255 миллионов лет назад. Открытие предполагает, что предполагаемая причина одонтомы не связана исключительно с чертами современных видов, как считалось».
У людей и других млекопитающих сложная одонтома представляет собой массу маленьких «зубчиков», сросшихся вместе с тканями зуба, такими как дентин и эмаль. Они растут в деснах или других мягких тканях челюсти и могут вызывать боль и отек, а также нарушать положение зубов и других тканей. Поскольку одонтомы не метастазируют и не распространяются по всему телу, они считаются доброкачественными опухолями. Но, учитывая нарушения, которые они вызывают, хирурги часто предпочитают их удалять.
Операция не подходила для существа, изученного командой Сидора. Это был горгонопсиан, дальний родственник млекопитающих и высший хищник в додинозавровую эпоху около 255 миллионов лет назад. Горгонопсии являются частью более крупной группы животных, называемых синапсидами, единственными живыми членами которой являются современные млекопитающие. Синапсид иногда называют «рептилиями, похожими на млекопитающих», потому что вымершие синапсиды обладают некоторыми, но не всеми, чертами млекопитающих. Первые млекопитающие появились более 100 миллионов лет назад.
«Большинство синапсидов вымерли, и мы, то есть млекопитающие, являемся их единственными живыми потомками», - сказала Меган Уитни, ведущий автор и аспирант биологии Университета Вашингтона.«Чтобы понять, когда и как эволюционировали черты нашего млекопитающего, мы должны изучить окаменелости синапсид, таких как горгонопсии».
Палеонтологи классифицировали многие «млекопитающие» черты горгонопсов. Например, как и у нас, у них зубы дифференцированы для особых целей. Но Уитни начала изучать зубы горгонопсии, чтобы увидеть, есть ли у них еще какие-то черты млекопитающих.
«Большинство ныне живущих рептилий сращивают свои зубы непосредственно с челюстной костью», - сказал Уитни. «Но млекопитающие этого не делают: мы используем жесткие, но гибкие, похожие на струны ткани, чтобы удерживать зубы в лунках. И я хотел знать, верно ли то же самое для горгонопсий».
Чисто внешнее исследование окаменелостей горгонопсии не дало бы ответа на этот вопрос. Уитни пришлось прибегнуть к рискованному и противоречивому подходу, сделав разрез на окаменевшей челюсти горгонопсии: просмотр тонких срезов челюсти и зуба под микроскопом, чтобы увидеть, как зуб укрылся в лунке. Поскольку этот метод повредил бы окаменелость, Уитни и Ларри Моуз, студент бакалавриата UW, работавший с ней, использовали одиночную или «бесхозную» нижнюю челюсть горгонопсии, которую Сидор собрал в южной Танзании.
Моус приготовил несколько тонких срезов челюсти горгонопсии, каждый толщиной не больше листа блокнота, и поместил их на предметные стекла. Он и Уитни сразу же заметили что-то неожиданное внутри челюсти: рядом с корнем клыка были неправильные скопления до восьми крошечных круглых объектов.
При более сильном увеличении под микроскопом Уитни обнаружила, что объекты внутри каждого кластера напоминают маленькие плохо дифференцированные зубы или зубки. На зубах даже были отчетливые слои дентина и эмали.
"Сначала мы не знали, что с этим делать", - сказала Уитни. «Но после некоторого расследования мы поняли, что у этого горгонопса было то, что похоже на составную одонтому из учебника».
В 255 миллионов лет это, безусловно, самое старое зарегистрированное свидетельство одонтомы - и, возможно, первый случай у немлекопитающего. По словам Сидора, одонтомы были обнаружены в археологических образцах, а также в окаменелых мамонтах и оленях. Но все эти случаи датируются последним миллионом лет или около того. Поскольку у этого синапсида была одонтома, это указывает на то, что это состояние млекопитающих существовало задолго до того, как появились первые млекопитающие.
«Это открытие демонстрирует, как летопись окаменелостей может многое рассказать нам о нашей сегодняшней жизни - даже о болезнях или патологиях, которые являются частью наследия наших млекопитающих», - сказал Сидор. «И никогда нельзя было сказать, что это существо получило его извне».