У большинства акул зубы имеют форму острых конусов и сидят на хрящах верхней и нижней челюстей. Зубы регулярно сменяются по мере выпадения по принципу конвейера — их замена постоянно подрастает с внутренней стороны. По своему строению и происхождению это видоизменённые плакоидные чешуиГуртовой Н. Н., Матвеев Б. С., Дзержинский Ф. Я. Часть 1. Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные // Практическая зоотомия позвоночных / Под ред. Б. С. Матвеева и Н. Н. Гуртового. — М.: Высшая школа, 1976. — С. 127—163. — 351 с.. В зависимости от рациона и образа жизни, зубы и челюсти очень различаются у разных видов акул. Донные акулы, пища которых обычно защищена твёрдой оболочкой, имеют дробящие зубы — плоские с ребристой поверхностью (разнозубая акула). Многие хищные виды имеют длинные острые зубы, приспособленные для лёгкого проникновения в плоть добычи (например, песчаные акулы). У таких акул, как тигровая, зубы широкие и зазубренные — предназначенные для разрезания и разрывания мяса более крупной жертвы. У питающихся планктоном акул зубы мелкие (около 3—5 мм у китовой акулы)Dr Lauren Smith. Shark Physiology . www.sharkiologist.com..
Зубы у акул выпадают постоянно; у некоторых Carcharhiniformes за жизнь выпадает около 35 000 зубов, которые они постоянно заменяют новыми. Существует шесть основных типа зубов акул: плотные, уплощенные, игловидные, заостренные нижние, треугольные верхние и нефункциональные. Тип зубов акулы зависит от её рациона и пищевых привычек.
Акулы являются отличным модельным организмом для изучения, поскольку они постоянно производят высокоминерализованные тканиEnax J. (2012). «Structure, composition, and mechanical properties of shark teeth». Journal of Structural Biology. 178 (3): 290—299. doi:10.1016/j.jsb.2012.03.012.. Акулы постоянно теряют или повреждают зубы и заменяют их с помощью системы замены зубовKardong K. (2019). Vertebrates: Comparative Anatomy, Function, Evolution. McGraw-Hill. p. 96.. Благодаря этой системе акулы относительно быстро заменяют свои зубы сменными, которые уже готовы на смену потерянным. Сменные зубы заменяют сломанные, при этом молодые акулы могут менять зубы даже еженедельно. Хотя акулы теряют зубы постоянно, на скорость их замены влияет температура воды: более тёплая вода приводит к более выскому темпу замены зубов, холодная вода замедляет скорость замены зубов у акул-нянекLuel, Carl (1990). «Rate of Tooth Replacement in the Nurse Shark, Ginglymostoma cirratum». Copeia. 1 (1): 182—191. doi:10.2307/1445834. Они выпадают только тогда, когда под ними формируются новые зубы и выталкивают их из соединительной ткани, которая удерживала их на местеAncient Sharks . Micronesian Conservation Coalition. 2015. Пол акулы также играет роль в развитии зубов, а различия в зубах у разных видов, обусловленные полом, называются половой гетеродонтиейPurdy, Robert W.; Lonardelli, Diane (1995). Fossil Shark Teeth . The Paleontological Society. pp. 1-2.. Обычно у самок зубы крупнее, потому что в среднем они больше самцов. Кроме того, с возрастом может измениться форма зубов: у молодых особей зубы вначале более узкие и крепкие, а у взрослых зубы шире и тоньше.
В некоторых формациях зубы акулы являются обычным ископаемым. Эти окаменелости можно проанализировать для получения информации об эволюции и биологии акул; часто они являются единственной окаменевшей частью акулы. Ископаемые зубы составляют большую часть летописи окаменелостей пластиножаберных, насчитывающей сотни миллионов лет. Зуб акулы содержит устойчивые материалы на основе фосфата кальция.
Самые древние виды акулоподобных рыб появились 450 миллионов лет назад, в период позднего ордовика, и в основном известны по своим окаменелым зубам и кожным зубчикам. Однако наиболее часто встречающиеся зубы ископаемых акул относятся к кайнозойской эре (последние 66 миллионов лет).
Типы и функции Хотя акулы часто являются узкоспециализированными, их адаптации как категории сильно различаются. Это отражается на их зубах, которые сильно различаются по форме и функциям.
Существует несколько распространенных типов акульих зубов, которые различаются в зависимости от рациона акулы: плотные сплющенные зубы для дробления; длинные игольчатые зубы для захвата; заостренные нижние зубы для захвата в сочетании с зазубренными треугольными верхними зубами для резки, а также крошечные, сильно уменьшенные и нефункциональные зубы.
Плотные сплющенные зубы Плотные уплощенные зубы используются для раздавливания добычи, такой как двустворчатые моллюски и ракообразныеSummers, Adam (2004). Structure and function of the horn shark (Heterodontus francisci) cranium through ontogeny: Development of a hard prey specialist . Journal of Morphology. 260 (1): 1-12. doi:10.1002/jmor.10141.. К этим акулам относятся акулы-няньки и акулы-ангелы. Обычно их можно найти на дне океана.
Игловидные зубы Это был первый распространенный вид акульих зубов, появившийся в девоне четыреста миллионов лет назад. Акулы с игловидными зубами обычно питаются рыбой малого и среднего размера, иногда включая мелких акул. Эти зубы особенно эффективны для такой добычи, поскольку легко захватывают её скользкое и узкое тело. Из современных акул такие имеются у голубой акулы и бычьей акулы. Эти акулы специально используют свои зубы, чтобы питаться мелкой добычей, такой как кальмары, камбала, скаты и даже акулы-молотыWhat Do Sharks Eat — The Shark Diet . Types of Sharks.
Заостренные нижние зубы и треугольные верхние зубы Эта комбинация заостренных нижних зубов и треугольных верхних зубов особенно эффективна для разрезания добычи, такой как крупные млекопитающие и рыбы. Комбинация зубов имеет зазубренные края, позволяющие разрезать более крупную добычу на более мелкие части, чтобы её можно было легко проглотитьKardong K. (2019). Vertebrates: Comparative Anatomy, Function, Evolution. McGraw-Hill. pp. 507—508.. Самая известная акула с такими зубами — это большая белая акула, которая питается такими животными, как морские львы, дельфины, другие акулы и даже небольшие киты.
Редуцированные зубы Зубы планктофагов, большеротой, гигантской и китовой акул, сильно редуцированы и малофункциональны. Эти акулы фильтруют добычу, не используя зубы: открывают рот и засасывают крошечные организмы, пропуская воду через жабры. Их мелкие зубы служат не для кусания, а для «запирания» добычи во рту. Гигантские акулы питаются, подплывая к добыче с открытой пастью и процеживая пищу. Благодаря этому процессу акула может успешно съедать сотни килограммов зоопланктона каждый день. Китовые акулы питаются, используя грабли на жаберных перемычках, и выдавливают их из жаберных щелей после засасывания в рот криля и другой добычи.
Переходные зубы По мере того, как один вид эволюционирует в другой, его зубы становится трудно классифицировать, поскольку они демонстрируют характеристики обоих видов. Например зубы Otodus auriculatus, эволюционировавшего в Otodus angustidens, трудно однозначно идентифицировать как принадлежащие к какому-либо типу.
Обычно упоминаемый переход — это эволюция Isurus hastalis, вымершего гигантского мако, в большую белую акулу Carcharodon carcharias. Существуют зубы, которые, как полагают, представляют собой переход между двумя видами. Эти зубы, от Carcharodon sp. характеризуются более широкими и плоскими кронами вымершего гигантского мако. Однако у них также есть частичные, блеклые зубцы, которые более выражены возле корня и исчезают к кончику зуба — зубцы встречаются у больших белых, но не у вымерших гигантских мако.
Зубы мегалодона Зубы мегалодона (Otodus megalodon) — самые крупные из всех зубов акул, вымерших или ныне живущих, и одни из самых востребованных в мире. Акула мегалодон жила в позднем олигоцене и неогене, примерно от 28 до 1,5 миллионов лет назад, её максимальная длина по оценкам достигала 18 метровThe Zen Cart Team; et al. About Fossil Shark Teeth .. Самые маленькие обнаруженные её зубы имеют высоту всего 1,2 см, а самые большие зубы — более 17,7 см. Меньшие зубы размером от 3,5 до 4,5 дюйма встречаются чаще, а зубы размером более 5, 6 и 7 дюймов встречаются реже. Эти зубы пользуются огромным спросом у коллекционеров, цены на них могут варьировать в зависимости от их размера и степени сохранности. Самые большие зубы могут стоить до 3000 долларов.
Ископаемые зубы акул
Зубы акул можно найти не в любом виде горных пород. Любые окаменелости, в том числе ископаемые зубы акул, после выпадения из их пасти, сохраняются только в осадочных горных породах. Осадочная порода, в которой были найдены акульи зубы, используется для определения их возраста благодаря процессу фоссилизацииFLMNH Ichthyology Department: Fossil Sharks .. Только примерно через 10 000 лет зуб акулы фоссилизируетсяSink your teeth into this: 20 facts about shark teeth . Beach Chair Scientist.. Зубы акулы чаще всего встречаются между отложениями верхнемелового и третичного периодовHennemann R. M. (2001). Sharks & Rays: Elasmobranch Guide of the World. IKAN-Unterwasserarchiv. pp. 266—269. ISBN 978-3-925919-33-6.. Обычно встречающиеся зубы не белые, потому что они покрыты осадком в результате фоссилизации. Осадок предотвращает попадание кислорода и бактерий и разрушение зуба.
Окаменелые зубы акулы часто можно найти на берегах рек, в песчаных карьерах и на пляжах или вблизи них. Эти зубы обычно поврежденные, поскольку часто перемещались и повторно откладывались в разных областях, прежде чем попали на место находки. Однако в некоторых местах можно найти идеально сохранившиеся зубы, потому что на протяжении веков они практически не перемещались. Эти зубы, как правило, хрупкие, при их извлечении следует проявлять большую осторожность. Фосфатные ямы, содержащие в основном ископаемые кости и зубы, или каолиновые ямы — идеальные места для поиска ископаемых зубов акул. Одна из самых известных фосфатных шахт находится в Центральной Флориде, в округе Полк, и известна как Долина костей. Возраст большинства найденных здесь зубов составляет от 3 до 10 миллионов лет. Рядом с Новой Каледонией, пока эта практика не была запрещена, рыбаки и торговые суда рыли морское дно в поисках зубов мегалодона. В штате Джорджия акульи зубы находят так часто, что в 1976 году их решили сделать официальным ископаемым штатаGeorgia State Fossil — Shark Tooth ..
Подсчёт В таксономии зубы акул подсчитываются следующим образом: ряды зубов считаются вдоль линии челюсти, а ряды зубов считаются от передней части челюсти внутрьCase, Gerard (1967). «Fossil Shark and Fish Remains of North American». p. 2.. Одиночный зубной ряд включает в себя один или несколько функциональных зубов в передней части челюсти и несколько сменных зубов позади негоHeemstra P. C.; Heemstra E. (2004). Coastal fishes of Southern Africa. NISC/SAIAB. pp. 47. ISBN 1-920033-01-7.. Например, челюсти бычьей акулы могут иметь 50 рядов зубов в 7 сериях, при этом крайняя серия функциональна, но у большинства акул есть пять серий, при этом у средней акулы около 15 рядов зубов на каждой челюсти. Мелкие зубы в области симфиза, где соединяются две половины челюсти, обычно считаются отдельно от основных зубов с обеих сторон. Известно также, что акулы теряют как минимум один зуб в неделю. Однако благодаря специфическому расположению рядов и серий утраченные зубы могуть быть заменены в течение дня.
Исследования и идентификация