Hassas Dişleriniz için Bu Eski Balıkları Suçlayın

Fosil taramalarının gösterdiğine göre, dişler ilk olarak eski balıkların zırhlı dış iskeletlerinde duyu dokusu olarak evrimleşmiş.

Diş temizliği sırasında kıvranmış herkes dişlerin ne kadar hassas olabileceğini bilir. Bu hassasiyet, yiyecekleri ısırıp çiğnerken sıcaklık, basınç ve tabii ki acı hakkında önemli geri bildirimler sağlar. Ancak, sert mine tabakasının altındaki hassas dokular aslında çok daha farklı bir amaçla evrimleşmişti.

Chicago Üniversitesi’nden yeni bir araştırma, dişlerin iç tabakası olan ve sinirlere duyusal bilgi ileten dentinin, ilk olarak antik balıkların zırhlı dış iskeletlerinde bir duyu dokusu olarak evrimleştiğini gösteriyor.

Paleontologlar uzun süredir dişlerin bu zırh üzerindeki çıkıntılı yapılardan evrimleştiğini düşünüyorlardı; ancak bu yapıların amacı net değildi. Nature dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, yaklaşık 465 milyon yıl önceki Ordovisyen Dönemi’ne ait erken bir omurgalı balıkta bu yapıların dentin içerdiğini ve büyük olasılıkla canlının çevresindeki su koşullarını algılamasına yardımcı olduğunu doğruladı.

(İlgili: Otçul Dinozorlar Sert Yiyecekler için Yedek Dişler Evrimleştirmiş)

Araştırma ayrıca, Kambriyen Dönemi’ne (485–540 milyon yıl önce) ait fosillerde diş olarak kabul edilen yapıların, fosil omurgasızların zırhındaki yapılara ve modern yengeçler ve karidesler gibi eklembacaklıların kabuklarındaki duyu organlarına benzediğini de gösterdi. Bu benzerlikler, omurgalılarda ve omurgasızlarda zırh üzerindeki duyu organlarının çevreyi algılamak için ayrı ayrı evrimleştiğini ima ediyor.

Chicago Üniversitesi Organizmik Biyoloji ve Anatomi Bölümü’nde Robert R. Bensley Onursal Profesörü olan ve çalışmanın kıdemli yazarı Neil Shubin, “Zırhlı bir şekilde yüzerek dolaşan böyle erken dönem bir hayvanı düşündüğünüzde, çevresini algılaması gerekir. Bu oldukça yoğun bir yırtıcılık ortamıydı ve etrafındaki suyun özelliklerini algılayabilmek çok önemli olmalıydı” diyor.

“Görüyoruz ki, at nalı yengeçleri gibi zırhlı omurgasızlar da çevreyi algılamaya ihtiyaç duyuyor ve tesadüfen aynı çözümü bulmuşlardı.”

Parçacık hızlandırıcısında bir gece

Shubin’in laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Yara Haridy, çalışmaya başladığında dişlerin kökenini araştırmayı hedeflemiyordu. Asıl amacı paleontolojide uzun süredir yanıtlanamayan şu soruya cevap bulmaktı: Fosil kayıtlarındaki en erken omurgalı hangisi?

Haridy, Kambriyen Dönemi’ne ait fosilleri BT taramasından geçirmek için ülke genelindeki müzelerden örnekler istedi. Amacı, omurgalıya işaret eden belirgin yapıları aramaktı.

Bu işaretlerden biri, özellikle daha sonraki balıklarda, dış zırh üzerindeki çıkıntılarda (odontod) dentin varlığıydı. Haridy, bazıları kürdan ucuna sığacak kadar küçük yüzlerce örnek topladı. Ardından bu örnekleri, Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki Gelişmiş Foton Kaynağı’na götürerek tüm gece süren bir tarama oturumunda çok yüksek çözünürlüklü BT görüntüleri elde etti.

Haridy, “Parçacık hızlandırıcısıyla geçen bir geceydi; oldukça eğlenceliydi” diyor.

Araştırmacılar, tarama görüntülerine bakarken, Kambriyen fosili Anatolepis’ten alınan bir örneğin omurgalı balık olabileceğine dair belirtiler gösterdiğini fark ettiler. Odontodların altındaki gözenekli tübüller, dentinle uyumlu kimyasal izler taşıyordu. Eğer bu gerçekten bir omurgalıysa, fosil kaydı on milyonlarca yıl geriye gitmiş olacaktı.

Haridy, “Birbirimize çak yapıyorduk, ‘Aman Tanrım, sonunda başardık’ diyorduk. Bu, Kambriyen Dönemi’ne ait omurgalı dokulardaki ilk diş benzeri yapı olacaktı. Dentin olduğunu düşündüğümüz belirtileri gördüğümüzde oldukça heyecanlandık” diyor.

Tabii bunu doğrulamaları gerekiyordu. Haridy’nin taradığı diğer örneklerin görüntülerini analiz etmeye başladılar. Bu örnek kütüphanesi, antik fosillerden modern yengeçler, salyangozlar, böcekler, midyeler, köpekbalıkları, vatozlar ve Haridy’nin kendi akvaryumunda yetiştirdiği küçük vantuzlu kedibalıklarına kadar her şeyi içeriyordu.

Anatolepis’i Milwaukee Halk Müzesi’nden bilinen bir eklembacaklı fosiliyle karşılaştırdıklarında, omurgalıya ait dentinle kaplı tübüller gibi görünen yapıların aslında yengeç kabuklarında bulunan sensilla adlı duyu organlarına daha çok benzediğini fark ettiler. Bu da, 1996’da Nature dergisinde bir omurgalı olarak tanımlanan Anatolepis’in aslında antik bir omurgasız eklembacaklı olduğunu gösteriyor. Ordovisyen Dönemi’ne ait başka bir omurgalı olan Eriptychius’ta da benzer yapılar bulundu; ancak bu yapılar gerçekten dentin içeriyordu.

Haridy, “Bu bize gösteriyor ki, ‘dişler’ ağızda olmasa da duyu işlevi görebiliyor. Bu balıklarda duyarlı bir zırh var. Eklembacaklılarda da duyarlı zırh var. Bu durum, erken Kambriyen hayvanlarındaki karışıklığı açıklıyor. İnsanlar bunun en erken omurgalı olduğunu düşündü ama aslında bir eklembacaklıymış” diyor.

Fosil kayıtlarında dağınık halde bulunan diş benzeri yapılar

Köpekbalıkları, vatozlar ve kedibalıkları da dişe benzeyen ve “dentikül” adı verilen yapılar taşır. Bu yapılar, derilerine zımpara gibi bir his verir. Haridy, kendi yetiştirdiği kedibalıklarının dokularını incelediğinde, bu dentiküllerin sinirlerle bağlantılı olduğunu gördü—tıpkı gerçek bir diş gibi. Dişlerle, zırhlı balıkların antik odontodlarıyla ve eklembacaklıların sensillalarıyla olan benzerliklerin çarpıcı olduğunu söyledi.

Haridy, “En erken omurgalıların, yani bu büyük zırhlı balıkların, en azından morfolojik olarak çok benzer yapılara sahip olduğunu düşünüyoruz. Antik ve modern eklembacaklılarda bu yapılar benzer görünüyor çünkü hepsi, yumuşak dokularını kaplayan ve çevreyi algılamalarına yardımcı olan mineralize bir katman üretiyor” diyor.

Bu yapıların sonunda nasıl dişe dönüştüğü konusunda iki temel görüş var. Birincisi, “içten dışa” hipotezi; bu görüşe göre, önce dişler ortaya çıktı ve daha sonra dış iskeletlerde kullanıma adapte edildi. Bu makale ise ikinci görüşü, yani “dıştan içe” hipotezini destekliyor: Bu hipoteze göre, önce dış iskelet üzerinde duyusal yapılar gelişti ve zamanla hayvanlar aynı genetik mekanizmaları kullanarak hassas dişler üretmeye başladı.

Her ne kadar bu araştırma en eski omurgalı balığı kesin olarak tanımlayamamış olsa da, Shubin elde edilen bulgunun buna fazlasıyla değdiğini söylüyor.

Shubin, “Bazı fosillerin erken omurgalı olduğu öne sürülmüştü ama biz onların aslında öyle olmadığını gösterdik. Bu biraz da yanlış yönlendirme gibiydi. En erken örneği bulamamış olabiliriz ama bir bakıma, ondan çok daha havalı bir şey bulduk” diyor.

University of Chicago. 23 Mayıs 2025.

Makale: Haridy, Y., Norris, S.C.P., Fabbri, M. et al. (2025). The origin of vertebrate teeth and evolution of sensory exoskeletons. Nature 642, 119–124.