Что определяет форму кости?

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса установили, что на структуру костей челюсти у человеческих популяций влияет не только генетика, но и их использование с течением времени. Эти выводы могут помочь предсказать рацион древних популяций, даже при скудных ископаемых свидетельствах, а также упростить определение генетических связей между окаменелостями.

Результаты были опубликованы 23 июня в American Journal of Physical Anthropology.

Целью исследования было определить, какая часть формы нижней челюсти (mandible) является пластичной (реакцией на средовые факторы, такие как диета), а какая — генетической. Для этого использовались археологические образцы челюстей из двух различных регионов.

Для изучения были выбраны популяции американских индейцев арикара и пойнт-хоуп, которые были генетически изолированы и имели разный рацион:

• Пойнт-Хоуп (Аляска): «жёсткая» диета, включавшая жёсткое вяленое мясо. Зубы также использовались для непищевых задач (например, выделки кожи).
• Арикара (Дакота): «мягкая» диета на основе земледелия с лёгкой охотой.

Исследователи с помощью рентгеновского аппарата и штангенциркуля провели точные измерения челюстных костей 63 представителей популяции Пойнт-Хоуп и 42 человек из арикара. Анализ показал, что кости челюсти были схожи у детей, но различались у взрослых. Это указывает на то, что различия вызваны функциональной адаптацией к диете и использованию челюсти, а не генетикой.

Изменения объясняются с помощью инженерной теории, связывающей геометрию кости с механическими нагрузками. У популяции Пойнт-Хоуп обнаружены более округлые и широкие кости челюсти — результат необходимости прилагать большее усилие для пережёвывания жёсткой пищи. У арикара такого расширения не наблюдалось из-за меньшей жевательной нагрузки.

Вывод: Генетика создаёт «чертёж» кости, но её окончательная форма во многом определяется механическим давлением от мышечных усилий и повседневной активности. Понимание этого соотношения помогает точнее интерпретировать диету древних популяций и восстанавливать родственные связи в палеонтологической летописи.