Hepimiz dental temizlik sırasında yaşadığımız hassasiyetin ne kadar acı verici olabileceğini biliyoruz. Bu acı aslında yararlıdır; çiğnerken basıncı, sıcaklığı ve diğer hisleri algılamamıza yardımcı olur. Ancak bu hassasiyet ağızda başlamadı. Dişlerin iç katmanı dentin ; aslında antik balıkların çevrelerini algılamalarına yardımcı olmak için tamamen farklı bir amaç için evrimleşti.
Dişler İlk Olarak Zırh Olarak Gelişti
Şikago Üniversitesi’nden bilim insanları, dentin dokusunun ilk kez antik balıkların zırhlı iskeletlerinde belirdiğini keşfetti. Araştırmaları, yaklaşık 465 milyon yıl önce Ordovisyen dönemine ait fosilleri incelemektedir. O zamanlar bu doku çiğneme amacıyla kullanılmıyordu. Aksine, balıkların hareketi ve su içindeki değişiklikleri algılamalarına yardımcı oluyordu; bu da avcı dolu bir ortamda hayatta kalmak için çok önemli bir beceriydi.
Araştırmacılar, erken omurgalı balıkların dış zırhlarında dentin kaplı yapılar buldu. Bunlar diş değildi; birer duyusal alet olarak görev yapıyordu. Balıkların çevresine tepki vermelerine yardımcı oluyordu; günümüz hayvanlarının cilt veya antenleri nasıl kullandığına benzer bir şekilde.
İlk Omurgalı Dişler
Daha eski dönemlere ait bazı fosil dişler – Kambriyen dönemine, yani 485 ile 540 milyon yıl önceye tarihlenen – incelendi. Bu dişler, omurgalı dişlerin en eski örnekleri olduğu düşünülüyordu. Ancak, bilim insanları bunları karides ve yengeç gibi omurgasızların kabuk ve zırhlarıyla karşılaştırdıklarında çarpıcı benzerlikler gördüler. Görünüşe göre, hem omurgasızlar hem de omurgalılar bağımsız olarak duyusal zırh geliştirmişti.
Neil Shubin, “Bu tür bir erken hayvanı düşündüğünüzde, zırhıyla yüzdüğünü hayal edin; dünyayı algılaması gerekir. Oldukça süreksiz bir avcı ortamıydı ve etraflarındaki suyun özelliklerini algılayabilmek çok önemli olurdu,” dedi.
İlk Omurgalının Peşinde
Şikago Üniversitesi’nden doktora sonrası araştırmacısı Yara Haridy, projesine en eski bilinen omurgalıyı bulma umuduyla başladı. Müzelere Kambriyen dönemi fosilleri sordu ve dentin gibi özellikleri aradı. İncelediği birçok örnek çok küçüktü; bir diş temizleme çubuğunun üzerine oturacak kadar küçük. Detaylı incelemek için bunları Argonne Ulusal Laboratuvarı’na götürdü. Orada, ekip, yüksek güçlü bir sincrotron kullanarak fosilleri taramak için bütün bir gece çalıştı.
Bir fosil, Anatolepis , umut verici göründü. Tarama sonuçları, zırhının altındaki yapıda dentin benzeri materyali ortaya çıkardı. İlk bakışta bir omurgalı gibi görünüyordu. Eğer doğrulanabilirse, bu durum en eski omurgalının kaydını on milyonlarca yıl geri götürebilirdi.
“Birbirimizi tebrik ettik, ‘oh Tanrım, sonunda başardık!’ dedik,” şeklinde konuştu Haridy. “Bu, Kambriyen dönemine ait omurgalı dokularında görülen ilk diş benzeri yapı olabilirdi. Dentin benzeri çıktılara ait işaretleri gördüğümüzde oldukça heyecanlandık.”
Anatolepis Bir Omurgalı Değildi
Kesin olmak için, ekip Anatolepis yapısını antik ve modern hayvanlarla karşılaştırmaya başladı. Bu, köpekbalıkları, skate’ler, barnaklalar ve hatta kendi akvaryumunda yetiştirdiği suckermouth catfish dahil birçok örneği içeriyordu. Karşılaştırmalar tuhaf bir keşfe yol açtı. Anatolepis ‘teki yapılar, modern omurgasızların – örneğin yengeçlerin ve karideslerin – çevrelerini hissetmelerine yardımcı olan küçük duyusal organlarla neredeyse aynıydı. Görünüşe göre, Anatolepis bir omurgalı değildi; büyük ihtimalle bir omurgasız ydı.
Zırh, Savunma ve Dişlerin Kökeni
Araştırma, dişlerin nasıl evrimleştiğine dair taze bir bakış açısı sunuyor; muhtemelen ilk omurgalıların kullandığı bir tür savunma zırhından ortaya çıktılar. Günümüzde köpekbalıkları, skate’ler ve catfish’ler, diş benzeri yapılar olan dentikler taşımaktadır. Haridy, catfish’inin bu dentiklerin sinirlerle bağlantılı olduğunu keşfetti – tıpkı gerçek dişler gibi.
Martidy, “İlk omurgalıların, bu büyük zırhı olan balıkların, oldukça benzer yapılara sahip olduğunu düşünüyoruz; en azından morfolojik açıdan,” dedi. “Antik ve modern omurgasızlar, yumuşak dokularını kaplayan ve çevrelerini hissetmelerine yardımcı olan mineralize bir katman üretiyorlar.”
Dişlerin kökenine dair iki ana teori vardır. Birincisi, dişlerin ağız içinde evrimleştiği ve daha sonra dış zırhta belirdiğidir. Diğeri ise dış duyusal yapı olarak başlayıp sonradan dişlere dönüştüğüdür. Bu çalışma, ikinci tezi destekliyor.
Araştırmacılar en erken omurgalı balığı bulamasalar da, önemli bir şey ortaya çıkardılar. “Bağımsız olarak, bazı fosillerin aslında erken omurgalı olmadığını gösterdik. Ama bu biraz yanlış yönlendirme oldu,” diyor Shubin. “En eskisini bulamadık, ama bazı yönlerden, daha havalı bir şey keşfettik.”
