Ядовитые клыки у змей образовались не для подачи яда

Вы когда-нибудь задумывались, как у смертоносных змей появились клыки? Ответ кроется в микроскопических особенностях строения их зубов. Это показало исследование команды ученых из нескольких австралийских и канадских университетов. Статья с описанием происхождения ядовитых змеиных клыков опубликована в научном журнале Proceedings of the Royal Society B.

"Всегда было загадкой, почему клыки так часто встречаются у змей, но редко у других рептилий. Наше исследование дает ответ на этот вопрос, показывая, как легко нормальные змеиные зубы превращаются в иглы для подкожных инъекций", – говорит ведущий автор статьи Алессандро Палчи (Alessandro Palci) из австралийского Университета Флиндерса.

Из почти 4000 видов змей, живущих сегодня, около 600 считаются ядовитыми. Во время укуса они впрыскивают яд через канавку в своем клыке. Яд подается в канавку под давлением из железы, расположенной рядом с клыком.

Клык из верхней челюсти габунской гадюки

Череп тайпана и его левый клык в разрезе для демонстрации взаимосвязи между канавкой для яда и складками у основания зуба

Ядовитые клыки – это модифицированные зубы с бороздками. Они крупнее остальных зубов и могут быть расположены на челюсти змеи как сзади, так и в передней ее части.

Международная команда исследователей провела компьютерное сканирование зубов ископаемых змей и нынешних рептилий. Результат компьютерной томографии привел ученых к гипотезе, что канавки в зубах доисторических змей появились сначала не для впрыскивания яда, а для прочного крепления огромных клыков в челюсти. Ученые убедились, что у древних змей изначально отсутствовали системы доставки яда (то есть клыки и связанные с ними ядовитые железы), которые обнаруживаются только у их далеких потомков.

Для проверки своей гипотезы ученые использовали математическое моделирование процесса эволюции змеиных клыков.

Результаты моделирования показали, что канавки образовались в крошечных складках плицидентина у основания крупных змеиных зубов.

Плицидентин — это складчатый дентин, который встречается у доисторических кистеперых рыб, лабиринтодонтов, ихтиозавров и ящериц-варанов. Этот материал является промежуточным между костью и дентином. Напомним, что дентин – это твердая ткань зубов, покрытая эмалью. Плицидентин отвечает за прикрепление зубов к челюстям у амфибий и рептилий (кроме крокодилов).

До этого исследования считалось, что плицидентин практически полностью отсутствует у современных рептилий, за исключением некоторых ящериц-варанов, пишут авторы научной работы.

Как утверждают ученые в своей статье, результаты предоставляют первое неопровержимое доказательство того, что плицидентин действительно широко распространен среди змей (как ядовитых, так и неядовитых) и является основой для образования канавок для яда у современных змей.

Итак, складки плицидентина, словно якори, сначала помогали клыкам змей крепче прикрепиться к челюсти. Затем одна из складок плицидентина в ходе случайной мутации превратилась в канавку, которая продлилась до кончика зуба и открыла в нем отверстие. Другая мутация, которые происходят в процессе эволюции сплошь и рядом, пододвинула ядовитую железу к зубу с канавкой, и яд случайно стал попадать в канавку.

Змеи с получившимся ядовитым клыком обрели преимущество перед своими родственниками, получая больше пропитания в результате охоты. Эволюционному отбору это преимущество "понравилось", в результате чего оно было закреплено, а позднее и дополнительно развито. В итоге мир сегодня насчитывает около 600 видов ядовитых змей.

"Наша работа также подчеркивает "оппортунизм" и эффективность эволюции. Складки, которые помогали прикрепить зубы к челюсти, были изменены [эволюцией], чтобы помочь впрыснуть яд", – поясняет соавтор работы Майкл Ли (Michael Lee) из Университета Флиндерса.