Первые моляры проливают свет на эволюцию человекообразных обезьян и человека
Ученые из Института происхождения человека Университета штата Аризона сообщают о взаимосвязи сроков прорезывания моляров с ростом и репродукцией у человекообразных обезьян в онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) от 28 декабря.
По словам Гэри Шварца, исследователя из Института происхождения человека, сроки развития и прорезывания моляров тесно связаны с фундаментальными аспектами биологии приматов — от самых маленьких южноамериканских обезьян до крупнейших африканских человекообразных обезьян.
"Знание возраста, в котором у большинства приматов появляется первый моляр, позволяет исследователям предсказать целый ряд параметров жизненного цикла, таких как продолжительность беременности, возраст полового созревания, интервал между рождениями и общая продолжительность жизни. Люди уникальны среди приматов, потому что наш жизненный цикл очень медленный, и поэтому наши моляры появляются относительно поздно. Поскольку человекообразные обезьяны — наши ближайшие живые родственники, понимание более широкого контекста эволюции характерного медленного развития человека представляет большой интерес", — объясняет Шварц.
Ведущий автор Джей Келли отмечает, что до сих пор почти ничего не было известно о сроках этого важного события у других видов человекообразных обезьян, живущих в дикой природе.
Новый метод исследования
Из-за сложностей получения данных о прорезывании зубов у диких животных Келли исследовал музейные экспонаты. В Зоологической государственной коллекции Мюнхена он нашел черепа диких орангутанов (Pongo pygmaeus pygmaeus) и горилл (Gorilla gorilla gorilla), у которых сохранились прорезывающиеся первые моляры.
"Как годичные кольца внутри деревьев, клетки, производящие зубы (как эмаль, так и подлежащий дентин), оставляют след своего присутствия не в виде годовых маркеров, а в виде линий роста, которые появляются каждый день", — говорит Келли.
Разрезав зубы пополам, ученые смогли исследовать эти инкрементальные линии роста у особей, которые погибли как раз во время прорезывания первых моляров.
"Поскольку зубы сохраняют этот феноменальный внутренний хронометр, мы смогли подсчитать, сколько дней потребовалось для формирования первых моляров. У человекообразных обезьян и обезьян первые моляры начинают формироваться очень близко ко времени рождения. Поскольку в наших образцах первые моляры все еще прорезывались, развитие было неполным, а последняя линия роста была отложена в день смерти этих животных. Следовательно, отсчитывая назад от последней линии роста до дня рождения, мы определили их возраст на момент смерти и, таким образом, возраст, в котором прорезался этот моляр", — говорит Шварц.
Ключевые результаты
Используя этот новый подход, ученые определили возраст прорезывания первого моляра у гориллы — 3,8 года, что почти идентично возрасту у дикого шимпанзе. Возраст прорезывания первого моляра у орангутана оказался неожиданно более поздним — 4,6 года, что ближе к возрасту около 6 лет у современных людей.
"Мы были рады обнаружить этот гораздо более поздний возраст для орангутана, поскольку у орангутанов жизненный цикл протекает гораздо медленнее, чем у двух других человекообразных обезьян", — говорит Келли.
Однако ученые предостерегают, что хотя более поздний возраст прорезывания у этих крупных азиатских обезьян ближе к таковому у современных людей, эти новейшие данные не следует рассматривать как указание на какую-то особую эволюционную связь между ними.
"Скорее, это соответствует тому, чего можно было бы ожидать, учитывая относительно медленный темп роста и длительный период младенческой зависимости, которые развивались отдельно в линии, ведущей к орангутанам, и в линии, ведущей к современным людям", — говорит Шварц.
Значение для палеоантропологии
Работа Келли и Шварца также имеет значение для понимания эволюции жизненного цикла человека.
"Мы можем использовать те же методы для расчета возраста прорезывания первого моляра по окаменелостям ранних гоминид, которые случайно погибли во время прорезывания их первых моляров", — говорит Келли. "Тесная связь между возрастом прорезывания первого моляра и сроками событий жизненного цикла, которую мы обнаружили у человекообразных обезьян и современных людей, означает, что мы можем быть уверены, что возраст прорезывания первого моляра у ранних гоминид даст столь же точную информацию об их жизненном цикле".