Według nowego eksperymentalnego badania nowoczesnego szkliwa zębów z Washington University w St. Louis pokarmy z twardych roślin mogły stanowić większą część diety wczesnych ludzkich przodków niż się obecnie przypuszcza.

Naukowcy często przyglądają się mikroskopijnemu uszkodzeniu zębów, aby wywnioskować, co je zwierzę. Tradycyjnie uważa się, że jedzenie twardych pokarmów uszkadza zęby, wytwarzając mikroskopijne jamki.

Te nowe badania – wykorzystujące eksperymenty dotyczące mikroskopijnych interakcji między cząstkami jedzenia i szkliwem – pokazują, że nawet najtwardsze tkanki roślinne prawie nie zużywają zębów naczelnych. Uzyskane wyniki mają wpływ na rekonstrukcję diety i potencjalnie na naszą interpretację zapisów kopalnych ewolucji człowieka.

Ao co dokładnie chodzi?

Ludzie oddalili się od małp człekokształtnych około siedmiu milionów lat temu w Afryce. Opisywane badanie dotyczy toczącej się debaty wokół tego, co jedli pierwsi ludzcy przodkowie, australopiteki. Te gatunki homininów miały bardzo duże zęby i szczęki oraz prawdopodobnie ogromne mięśnie przystosowane do żucia. Wszystkie te cechy morfologiczne zdają się wskazywać, że były w stanie wytwarzać duże siły zgryzowe, a zatem prawdopodobnie stosowały dietę zawierającą twarde produkty spożywcze, takie jak orzechy, nasiona lub twarde podziemne bulwy.

Jednak większość zębów kopalnych australopiteków nie wykazuje tego rodzaju mikroskopijnego zużycia, jakiego można by oczekiwać w tym scenariuszu.

Naukowcy postanowili to przetestować.

Wcześniejsze eksperymenty mechaniczne wykazały, że żwir – dosłownie kawałki skały kwarcowej – powoduje głębokie rysy na płaskich powierzchniach zębów. Ale niewiele było danych eksperymentalnych na temat tego, co dzieje się ze szkliwem zębów, gdy wchodzi w kontakt z rzeczywistym materiałem z silnie zdrewniałych roślin.

Do tego badania naukowcy przymocowali maleńkie kawałki skorup trzech różnych nasion do sondy, którą przeciągali przy siłach porównywalnych z każdym działaniem żującym przez szkliwo z zęba trzonowego borneańskiego orangutana.

Naukowcy odkryli, że fragmenty nasion nie tworzyły dużych rys ani pęknięć w szkliwie. Było kilka płytkich rowków, ale naukowcy nie widzieli nic, co wskazywałoby na to, że twarde tkanki roślinne mogłyby w znaczący sposób przyczynić się do powstania mikrowżerów zębów. Same fragmenty nasion wykazywały jednak oznaki degradacji w wyniku ocierania szkliwa.

Okazuj się, że ta informacja jest przydatna dla antropologów, którym zostają tylko skamieliny, aby spróbować zrekonstruować starożytne diety. Oznaczałoby to że duże szczęki australopiteków mogły zostać wykorzystane do żucia dużych ilości nasion bez bliznowacenia zębów.

To zaś znajduje pokrycie w kształcie zębów, ponieważ tępa, nisko sklepiona forma zębów trzonowych jest idealna do tego celu.

Podczas żucia wielu bardzo małych twardych nasion prawdopodobnie potrzebne będą duże siły zgryzu do zmielenia wszystkich ziaren. W świetle opisanego odkrycia jest prawdopodobne, że małe, twarde przedmioty, takie jak nasiona traw lub orzeszki turzyc, były istotnym składnikiem diety dla wczesnych homininów.

van Casteren, A., Strait, D.S., Swain, M.V. et al. Hard plant tissues do not contribute meaningfully to dental microwear: evolutionary implications. Sci Rep10, 582 (2020) doi:10.1038/s41598-019-57403-w