Уникальность развития зубного ряда современных медведей не следует типичному сценарию, наблюдаемому у большинства млекопитающих. Это отклонение уходит корнями в многомиллионную историю эволюции медвежьих. Зоологи из "Баварских коллекций естественной истории" (SNSB) выявили два ключевых этапа эволюции, повлиявших на особенности строения зубов у этих животных.
Зубные системы млекопитающих поражают своим разнообразием, которое формировалось на протяжении около 225 миллионов лет. Одним из способов изучения развития зубов у млекопитающих является так называемая модель ингибиторного каскада (МИК).
Эта модель описывает закономерности роста коренных зубов на нижней челюсти. Согласно ей, у многих млекопитающих передние коренные зубы нижней челюсти оказывают влияние на развитие всех зубов, расположенных за ними.
Рост зубов подавляется или активируется определенными молекулами. Размеры коренных зубов зависят от размера первого моляра, который, в свою очередь, определяется рационом животного. У хищников первый моляр, как правило, больше третьего, а у травоядных – наоборот.
Однако у современных медведей наблюдается иная картина, развитие их зубов не соответствует модели МИК. Независимо от рациона, второй коренной зуб является самым крупным. Зоолог Аннеке ван Хетерен и ее аспирантка Стефани Люфт изучали причины этого явления.
Они исследовали эволюционную историю медведей, обнаружив два момента, когда развитие зубов у отдельных видов начинало отклоняться от общей закономерности.
Ученые сравнили челюсти ископаемых и современных медведей с моделью МИК, углубившись в историю медведей. Самая древняя челюсть относится к миоцену и насчитывает не менее 13 миллионов лет. Первый перелом в развитии зубов зоологи обнаружили около 3,6 миллиона лет назад.
У Ursus minimus, предка большинства современных медведей, второй коренной зуб стал непропорционально большим. Второй перелом произошел позже, примерно 1,25–0,7 миллиона лет назад, у Ursus deningeri, предшественника пещерного медведя. У этого вида третий коренной зуб стал больше, чем ожидалось.
«Вероятно, в эти периоды менялся баланс химических соединений, которые подавляют или активируют рост различных коренных зубов. Эти изменения, вероятно, связаны с адаптацией к рациону питания медведей в ходе их эволюции», – поясняет доктор наук Аннеке ван Хетерен.
На пути от плотоядности к всеядности или травоядности медведи адаптировались к изменяющемуся питанию, но не следовали модели МИК. Их рацион варьируется от чисто плотоядного до чисто травоядного, большинство же современных медведей – всеядны.
Исследователи объясняют, что два разрыва в модели развития зубов были вызваны изменениями окружающей среды. Первый разрыв коррелирует с климатическими изменениями в раннем и позднем плиоцене, когда субтропические леса сменились кустарниковыми зарослями и степями. Второй разрыв связан с развитием лугов и похолоданием климата между поздним плиоценом и средним плейстоценом.
Результаты работы опубликованы в журнале Boreas.
Изображение: phys.org
