Ученые выяснили, почему у людей зубы мудрости прорезаются так поздно

Шесть, двенадцать и восемнадцать лет. В этом возрасте у большинства людей появляются большие жевательные зубы или моляры. Жевательные зубы появляются в гораздо более позднем возрасте, чем у нашего ближайшего родственника, шимпанзе, у которого те же самые коренные зубы появляются примерно в три, шесть и двенадцать лет. Палеоантропологи долгое время задавались вопросом, как и почему у людей развились коренные зубы, которые появляются во рту в этом определенном возрасте, и почему этот возраст так запаздывает по сравнению с обезьянами. Ученые из Университета Аризоны (University of Arizona) представили исследование, которое, по их мнению, отвечает на этот вопрос. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Advances.

Люди — необычные приматы 

Мы высокоинтеллектуальные, общительные, находчивые, способные ученики, квалифицированные учителя и, как следствие, у людей замечательная история эволюционного успеха. Ключевым аспектом нашей биологии, позволяющим этим компонентам человеческого опыта развиваться, является наша уникальная «история жизни», или общий темп жизни, включая то, как быстро мы растем, как долго мы зависим от матери в плане питания, сколько времени нам требуется для достижения половой зрелости, и как долго мы живем. Удивительно, но ключи к большинству этих компонентов нашей человеческой биологии связаны с нашими зубами.

Одна особенность зубов, тесно связанная с темпами роста и историей жизни, — это возраст, в котором наши взрослые коренные зубы прорезаются. В течение многих десятилетий эволюционные антропологи использовали взаимосвязь, которая существует у всех приматов, — между скоростью, с которой эти жевательные зубы появляются, и общим темпом жизни. Современные люди, например, растут медленно, имеют очень долгую и продолжительную историю жизни, и их коренные зубы появляются очень поздно, позже, чем у любого другого живущего или вымершего примата.

«Одна из загадок биологического развития человека заключается в том, как возникла точная синхронность между появлением моляров и историей жизни и как она регулируется», — заявил Хальска Гловацка (Halszka Glowacka), автор исследования из Университета Аризоны.

Новизна исследования

Хальска Гловацка и палеоантрополог Гэри Шварц (Gary Schwartz) опубликовали свое исследование, дающее первый четкий ответ — это координация между ростом лица и механикой жевательных мышц, которая определяет не только то, где, но и когда появляются взрослые жевательные зубы. Оказывается, моляры появляются только тогда, когда создается достаточное «механически безопасное» пространство. Жевательные зубы, которые появляются «раньше срока», будут делать это в пространстве, которое при жевании нарушит отлаженную функцию всего жевательного аппарата, вызывая повреждение челюстного сустава.

Материалы и методы исследования

Для исследования ученые создали 3D биомеханические модели черепов, включая положения прикрепления каждой крупной жевательной мышцы в течение всего периода роста почти у двух десятков различных видов приматов, начиная от маленьких лемуров и заканчивая гориллами. В сочетании с подробностями о темпах роста челюстей у этих видов их интегративные модели выявили точную пространственную взаимосвязь и временную синхронность каждого появляющегося моляра в контексте растущей и изменяющейся жевательной системы.

Результаты научной работы

Авторы исследования отмечают, что это исследование устанавливает две вещи. Оно демонстрирует, что именно точная биомеханическая взаимосвязь между растущими лицами и растущими жевательными мышцами приводит к тесной и предсказуемой взаимосвязи между развитием зубов и историей жизни, и показывает, что задержка появления моляров является результатом эволюции общего медленного роста в сочетании с короткими челюстями. Сочетание того, как быстро растут челюсти, с тем, насколько длинными или выступающими челюстями в конечном итоге они станут у взрослых, определяет время появления коренных зубов. Современные люди являются особенными среди приматов, учитывая наши удлиненные профили роста и наши втянутые лица с короткими зубными рядами.

«Оказывается, что наши челюсти растут очень медленно, вероятно, из-за общей медленной истории жизни и, в сочетании с нашими короткими лицами, происходит задержка того, когда появляется механически безопасное пространство, что приводит к позднему появлению моляров», — сказал Шварц.

«С помощью этого исследования можно рассмотреть давно известные связи между развитием зубов, ростом черепа и профилями созревания», — сказала Гловацка.

Исследователи планируют применить свою модель к ископаемым человеческим черепам, чтобы ответить на вопросы, когда замедленный рост челюсти и задержка появления моляров впервые появились у наших предков.

Практическая значимость работы

Подход, использованный в этом исследовании, может иметь последствия для клинической стоматологии.

Поскольку коренные зубы не прорезаются до тех пор, пока не произойдет достаточный рост лица, «более мелкие детали модели можно было бы изучить в большем количестве образцов, чтобы понять феномен патологии зубов мудрости у людей», — отметила Гловацка.

Авторы другого исследования заявляют, что удаление зубов мудрости улучшает вкусовые восприятия на долгое время.