حفرية لسمكة عمرها 400 مليون سنة تكشف كيفية تغيير الإنسان لأسنانه

تمكّن فريق من الباحثين الأوروبيين من تشريح حفرية لسمكة يصل عمرها إلى أكثر من 400 مليون سنة، وكشفوا من خلال التشريح عن بداية عملية تغيير الأسنان للكائنات الحية عموما وللإنسان خصوصًا وهو ما يُعرف باسم الأسنان اللبنية.

فكثير من الناس يتذكّرون لحظة سقوط أول سن من أسنان الطفولة، لكن الشيء الذي ربما لم يلاحظوه كأطفال هو عدم وجود جذور تربط الأجزاء اللؤلؤية الظاهرة من أسنانهم.  وعلى الرغم أن العلماء يعرفون أن "مرساة" السن (الجزء السفلى من الأسنان) ينمو كسن دائم من أسفل هذه الأجزاء العلوية اللبنية، إلا أن هذا النظام المذهل لعملية تبديل الأسنان يخفي سرا.

وأظهر الباحثون في الوقت الحاضر أن ظاهرة "تراص الأسنان" يعود تاريخها إلى ما قبل عصر الديناصورات. فالأسنان تتعرّض لكثير من عوامل التلف، لذا فمن المنطقي أن يكون الكائن قادرًا على استبدالها خلال فترة حياته. لكن المثير للدهشة، أن أسنان أقدم الفقاريات الفكية كانت ثابتة في عظام الفك، ولم يكن التخلص منها أمرًا ممكن. وفى النهاية تطورت عملية نشوء الأسنان بشكل مستقل في حادثتين، وذلك باستخدام عمليتين مختلفتين تماما. ففي أسماك القرش والشفنيات تذوب الألياف التي تربط السن بجلد الفك وتسقط جميع الأسنان تدريجيا، بينما في الأسماك العظمية والفقاريات الأرضية ترتبط عملية نشوء الأسنان مباشرة بعظام الفك عبر الأنسجة الخاصة المعروفة باسم "عظم المرفق".

وعندما يحين وقت الاستغناء عن الأسنان يجب أن ينقطع هذا المرفق وتأتي الخلايا المتخصصة لتمتص العاج وعظم المرفق حتى تتخلخل الأسنان تمهيدا لسقوطها. وقام فريق من الباحثين من جامعة أوبسالا ومركز أبحاث الإشعاع السنكروتروني الأوربي (ESRF) في فرنسا للتحقيق في أصول هذه العملية الذكية، بفحص عظم الفك لحفرية سمكة عمرها 424 مليون سنة من نوع "الاندريلبيس"، التي اكتشفت في جوتلاند في السويد.

ويعتبر هذا النوع قريب من الأسلاف المشتركة لجميع أنواع الأسماك العظمية الحية وكذلك الفقاريات الأرضية. وباستخدام شريحة قياسها اقل من واحد سنتيمتر في الطول، قام الخبراء بعمل مسح تصوير إشعاعي للكشف عن العظام التي حفظت على نحو جيد من الحفرية، وبالتالي الكشف عن تاريخ نموها. ويُذكر أن هذه الطريقة تلتقط نفس كمية المعلومات الميكروسكوبية باقتطاع الأجزاء الرقيقة من هذه الحفرية ووضعها تحت ميكروسكوب دون الإضرار بها، كما استخدمت هذه الطريقة أيضا العرض ثلاثي الأبعاد.

وبعد سنوات من "تشريح" البيانات الممسوحة، تمكّن جونجلي شين المعد الرئيسي للدراسة من بناء خريطة ثلاثية الأبعاد لتسلسل العملية بالكامل من حيث سقوط ونشوء الأسنان-وتعتبر هذه المرة الأولى التي تُشرّح فيها حفرية بمثل هذه الطريقة.  وأوضح أنه في كل مرة تسقط فيه الأسنان، تقوم عملية إعادة امتصاص بخلق تجويف حيث يتم فيه إرفاق السن الجديد. وهذا يوضح أن الأسنان كانت تستبدل عدة مرات خلال حياة الأسماك. وهذا هو أقرب مثال معروف عن عملية استبدال الأسنان عبر طريقة إعادة الامتصاص القاعدية، ويبدو أن معظم الأمثلة الأخرى مماثلة لعملية استبدال الأسنان التي نراها اليوم في الأسماك العظمية البدائية مثل غار (Lepisosteus) والأسماك كثيرات الزعانف (Polypterus). وكما هو الحال في هذه الأسماك، فإن البديل الجديد للأسنان يوضع جنبا إلى جنب مع القديمة، وليس تحتها كما هو الحال في البشر.

وعلّق بير اهلبيرج أحد قادة المشروع بالقول: "إن كمية المعلومات البيولوجية التي نحصل عليها من المسح ببساطة هي كمية مذهل. وأضاف "نستطيع متابعة عملية النمو وإعادة الامتصاص وصولا إلى المستوى الخلوي، وتقريبا كما هو الحال في الحيوانات الحية. وتابع بالقول وكما نطبق هذه التقنية على الفقاريات الأولى، سوف نتمكن من فهم دورة حياتهم جيدا- ومما لا شك فيه أنه سيكون هناك مفاجآت كبرى.