Ученые выяснили происхождение зубной эмали

Ученые из Швеции и Китая опубликовали результаты совместного междисциплинарного исследования, посвященного эволюции эмали зуба. Изучая происхождение зубной эмали, специалисты выяснили, что изначально она служила для укрепления чешуи и костей рыб, и только позднее в ходе эволюции приобрела современную функцию и стала покрывать ткани зуба.

Зубная эмаль является самым твердым веществом в человеческом теле. Оно практически полностью состоит из фосфата кальция, который покрывает матрицу из трех белков. У людей и других позвоночных эмаль встречается только в ротовой полости, однако отдельные виды рыб (например, акулы) также имеют «кожные зубы» – небольшие твердые чешуйки на теле.

Шведские и китайские ученые исследовали виды рыб, тело которых полностью покрыто чешуйками, сходными с зубной эмалью (ганоином). Такой защитный слой был реконструирован как у вымерших животных, так и у ныне живущего вида Lepisosteus (панцирная рыба). Ученые исследовали геном Lepisosteus и обнаружили в нем гены, отвечающие за производство всех белков, которые формируют матрицу зубной эмали человека. Кроме того, исследователи подтвердили, что экспрессия данных генов осуществляется именно в чешуйчатом слое, поэтому ганоин фактически является разновидностью зубной эмали.

Для того чтобы узнать, в каком органе эмаль возникла изначально, специалисты изучили останки рыб видов Andreolepis и Psarolepis, которые жили более 400 млн. лет назад. Оказалось, что у рыб вида Psarolepis эмаль есть только на костных зубах и чешуйках, при этом на зубах в ротовой полости она отсутствует. У рыб вида Andreolepis эмаль была обнаружена только на чешуе.

Так как Andreolepis и Psarolepis являются древнейшими представителями костных рыб, ученые сделали вывод о том, что отсутствие зубной эмали у них является примитивных признаком. По мнению исследователей, изначально вещество, превратившееся в зубную эмаль позвоночных (в том числе и человека), представляло собой защитный слой на чешуе рыб (ганоин). В процессе эволюции это вещество начало покрывать зубы позвоночных.

Исследование шведских и китайских ученых выполнялось по новой методике междисциплинарного анализа происхождения тканей, которая учитывает самые последние данные генетики и палеонтологии. Специалисты не собираются останавливаться на зубной эмали и планируют заняться исследованием происхождения других твердых тканей человеческого организма.