Tænder er gode til at tygge og bide, men de er også følsomme – og det kan have været deres oprindelige funktion for hundreder af millioner af år siden
CT-scanning af fronten af en skøjte, der viser de hårde, tandlignende dentikler (orange) på sin hud
Tænder udviklede sig først som sensoriske organer, ikke til tygge, ifølge en ny analyse af dyrefossiler. De første tandlignende strukturer ser ud til at have været følsomme knuder på huden på tidlige fisk, der kunne detektere ændringer i det omgivende vand.
Fundet understøtter en langvarig idé om, at tænder først udviklede sig uden for munden, siger Yara Haridy ved University of Chicago.
Mens der var nogle beviser for at sikkerhedskopiere dette, var der et åbenlyst spørgsmål. “Hvad godt er at have alle disse tænder på ydersiden?” siger Haridy. En mulighed var, at de tjente som defensiv rustning, men Haridy mener, at der var mere ved det. “Det er dejligt at dække dig selv i hårde ting, men hvad nu hvis disse hårde ting også kan hjælpe dig med at føle dit miljø?”
Ægte tænder findes kun i backboned hvirveldyr, som fisk og pattedyr. Nogle hvirvelløse dyr har tandlignende strukturer, men de underliggende væv er helt forskellige. Dette betyder, at tænder stammer fra udviklingen af de tidligste hvirveldyr: fisk.
Haridy og hendes team undersøgte fossiler, der er blevet hævdet at være de ældste eksempler på fisketænder, ved hjælp af en synchrotron til at scanne dem i en hidtil uset detalje.
De fokuserede først på fragmentariske fossiler af dyr, der blev kaldt Anatolepishvilken dato fra den senere del af den kambriske periode, der løb fra 539 millioner til 487 millioner år siden, og tidligt i ordovicianperioden, der løb fra 487 millioner til 443 millioner år siden. Disse dyr havde et hårdt eksoskelet, prikket med tubuli.
Disse var blevet fortolket som værende tubuli af dentin, et af de hårde væv, der udgør tænder. I menneskelige tænder er dentin det gule lag under den hårde hvide emalje, og det udfører mange funktioner, herunder sensingstryk, temperatur og smerte.
Dette førte til ideen om, at tubulierne er forløbere for tænder kaldet odontoder og det Anatolepis er en tidlig fisk.
Det er ikke, hvad Haridy og hendes team fandt. ”Vi så, at den interne anatomi (af tubulierne) faktisk ikke lignede et hvirveldyr overhovedet,” siger hun. Efter at have undersøgt strukturer fra en række dyr, fandt de, at tubulierne var mest ligner funktioner kaldet sensilla, der blev fundet på eksoskeletterne af leddyr som insekter og edderkopper. Disse ligner knagter eller små hår og registrerer en række fænomener. ”Det kan være alt fra smag til vibrationer til ændringer i luftstrømme,” siger Haridy.
Dette betyder Anatolepis er en leddyr, ikke en fisk, og dens tubuli er ikke de direkte forløbere for tænder.
”Dentine er sandsynligvis en hvirveldyr nyhed, men alligevel var sensoriske kapaciteter på en hærdet ekstern overflade til stede meget tidligere i hvirvelløse dyr,” siger Gareth Fraser ved University of Florida i Gainesville, der ikke var involveret i undersøgelsen.
Med Anatolepis Ud af billedet, siger teamet, er de ældste kendte tænder dem af Eriptychiussom kun er kendt fra ordovicisk periode. Disse har ægte dentin – i odontoder på deres hud.
Haridy siger hvirvelløse dyr som Anatolepis og tidlige hvirveldyr som Eriptychius Uafhængigt udviklet hårdt, sensoriske knuder på deres hud. ”Disse to meget forskellige dyr var nødvendige for at fornemme sig gennem mucken i det gamle hav,” siger hun. I tråd med dette fandt teamet, at odontoderne på huden på nogle moderne fisk stadig har nerver – hvilket antyder en sensorisk funktion.
Når nogle fisk blev aktive rovdyr, havde de brug for en måde at holde fast på deres bytte, så de hårde odontoder gik hen til munden, hvor de kunne bruges til at bide.
”Baseret på de tilgængelige data udviklede tandlignende strukturer sig sandsynligvis først i huden på tidlige hvirveldyr, før den mundtlige invasion af disse strukturer, der blev tænder,” siger Fraser.