Согласно новому экспериментальному исследованию современной зубной эмали, проведенному Вашингтонским университетом в Сент-Луисе, твердые растительные продукты могли составлять большую часть рациона ранних предков человека, чем это предполагается в настоящее время. Луи.
Ученые часто смотрят на микроскопические повреждения зубов, чтобы сделать вывод, что ело животное. Это новое исследование, в котором используются эксперименты по изучению микроскопических взаимодействий между частицами пищи и эмалью, демонстрирует, что даже самые твердые ткани растений почти не стирают зубы приматов.
По словам исследователей, результаты имеют значение для реконструкции диеты и, возможно, для нашей интерпретации палеонтологической летописи эволюции человека.
«Мы обнаружили, что твердые ткани растений, такие как скорлупа орехов и семян, практически не влияют на структуру микроволокон на зубах», – сказал Адам ван Кастерен, преподаватель биологической антропологии в Arts & Sciences, первый автор нового исследования в Scientific Reports. Дэвид С. Стрэйт, профессор физической антропологии, является соавтором.
Традиционно считается, что употребление твердой пищи повреждает зубы, образуя микроскопические ямки. «Но если на зубах не видны глубокие ямки и шрамы, это не обязательно исключает употребление твердой пищи», – сказал ван Кастерен.
Около семи миллионов лет назад в Африке люди отделились от обезьян, не являющихся людьми. Новое исследование посвящено продолжающимся спорам о том, что ели некоторые ранние предки человека, австралопиты. У этих видов гомининов были очень большие зубы и челюсти и, вероятно, огромные жевательные мышцы.
«Все эти морфологические признаки, по-видимому, указывают на то, что они обладали способностью производить большие силы укуса, и поэтому, вероятно, они съели диету из твердых или объемных продуктов, таких как орехи, семена или подземные ресурсы, такие как клубни», – сказал ван Кастерен.
Но большинство ископаемых зубов австралопитовых не показывают микроскопического износа, которого можно было бы ожидать в этом сценарии.
Исследователи решили проверить это.
Предыдущие механические эксперименты показали, как песчинка – буквально кусочки кварцевой породы – оставляет глубокие царапины на плоских поверхностях зубов с помощью устройства, имитирующего микроскопические взаимодействия частиц с зубами. Но экспериментальных данных о том, что происходит с зубной эмалью при контакте с реальным древесным растительным материалом, практически не было.
Для этого исследования исследователи прикрепили крошечные кусочки скорлупы семян к зонду, который они протащили по эмали коренного зуба борнейского орангутана.
Они сделали 16 «слайдов», представляющих контакты между эмалью и тремя различными оболочками семян древесных растений, которые являются частью рациона современных приматов.
Исследователи протащили семена по эмали с силой, сопоставимой с любым жевательным действием.
Исследователи обнаружили, что фрагменты семян не оставляли больших ямок, царапин или трещин на эмали. Было несколько неглубоких бороздок, но ученые не обнаружили ничего, что указывало бы на то, что твердые ткани растений могут вносить значительный вклад в микроперенос зубов.
Сами фрагменты семян, однако, демонстрировали признаки разложения от трения об эмаль.
Эта информация полезна для антропологов, которым остались одни окаменелости, чтобы попытаться восстановить древние диеты.
«Наш подход заключается не в том, чтобы искать корреляции между типами микроскопических следов на зубах и еде, которые мы едим, а в том, чтобы понять лежащую в основе механику того, как образуются эти шрамы на поверхности зубов», – сказал ван Кастерен. "Если мы сможем понять эти фундаментальные концепции, мы сможем создать более точные картины того, что ели ископаемые гоминины."
Таким образом, эти большие австралопитовые челюсти можно было использовать для пережевывания большого количества семян – без рубцевания зубов.
«И это имеет смысл с точки зрения формы их зубов, – сказал Питер Лукас, соавтор Смитсоновского института тропических исследований, – потому что тупая форма их коренных зубов с низким бугорком идеально подходит для этой цели."
«При употреблении большого количества очень мелких твердых семян, вероятно, потребуются большие усилия откусывания для измельчения всех зерен», – сказал ван Кастерен. "В свете наших новых открытий вполне вероятно, что маленькие твердые предметы, такие как семена травы или орешки осоки, были пищевым ресурсом для ранних гомининов."