Зубы слона

Широко раскрыв рот, этот африканский слон продемонстрировал фотографу свои крупные, как кирпичи, зубы. Всего во рту слона четыре жевательных зуба, по паре на каждой челюсти. А наружу торчат бивни — видоизмененные резцы. Клыков у слонов нет.

Мы с вами во взрослом возрасте жуем предкоренными и коренными зубами. У слонов же всё несколько запутаннее. Кто-то из исследователей полагает, что у слонов предкоренные зубы бывают только молочными, а постоянные — все коренные. Другие говорят, что все жевательные зубы слона — коренные, а предкоренных нет вообще. Поскольку друг от друга предкоренные и коренные зубы отличаются только размером и формой, а у слонов они очень похожи, поставить точку в этом вопросе крайне сложно. Поэтому я буду называть их просто жевательными зубами.

Каждый такой зуб весит около 2–3 килограммов и состоит из отдельных пластинок эмали, заполненных дентином и скрепленных между собой цементом. Выступающие на жевательной поверхности гребни эмали помогают перетирать пищу. У африканских слонов гребни ромбовидные, а у азиатского — цилиндрические. Зубы мамонтов были похожи на зубы азиатского слона, но с более мелкими гребнями (рассмотреть со всех сторон зуб африканского слона и мамонта можно на 3D-модели по ссылке).

Возможно, эта разница связана с различиями в питании или же сформировалась в процессе независимой эволюции, ведь последний общий предок современных слонов — двух видов африканских и одного азиатского — жил не меньше трех миллионов лет назад.

Слон пережевывает огромное количество грубого корма, и рано или поздно зубы истираются и приходят в негодность. Но это не беда. Слоны — полифиодонтные (см. Polyphyodont) животные, то есть зубы у них сменяются неоднократно в течение жизни, а точнее — шесть раз. Первые четыре жевательных зуба прорезаются у слоненка в возрасте четырех месяцев и сохраняются до 2–3 лет. Потом они выпадают, и новый комплект служит до 4–6 лет. Третий — до 9–15 лет, четвертый выпадает в возрасте 18–28 лет, пятый — не раньше 40, а шестой служит слону до конца его дней, обычно полностью истираясь к 70 годам. При этом каждый последующий комплект зубов всё крупнее, так как челюсть продолжает расти.

Новые зубы прорезываются не под старыми, как у людей, а за ними, ближе к уголкам рта. Процесс этот напоминает движение по конвейерной ленте. Оно происходит за счет перестройки костной ткани челюсти (см. Bone remodeling): сзади кость нарастает, спереди — резорбируется, и зубы медленно движутся вперед. Когда наступает срок замены, новый зуб начинает «подпирать» старый (какое-то время они функционируют одновременно), но затем корни старого зуба рассасываются, а верхняя часть выпадает изо рта или проглатывается. Как и у людей, смена зубов — неприятное время в жизни слона, доставляющее ему массу беспокойств.

Такая сложная система позволяет слонам долгое время сохранять «зубастость», даже питаясь очень грубым, богатым целлюлозой кормом — ветками, корой деревьев и кустарников, а также травой. Их пища беспощадно разрушает эмаль зубов, и постепенно гребни, выступающие в роли «терок», полностью стачиваются, но им на смену приходят новые зубы. Впрочем, эта система не безупречна, и чем старше слон, тем зубы у него меняются реже. Неудивительно, что взрослые слоны стараются беречь свои зубы, отряхивая корм от пыли перед тем, как начать есть, или даже используя ветки в качестве зубочистки.

В зоопарках по всему миру слонам чистят зубы — огромными зубными щетками. Это не прихоть смотрителей, а необходимость. В то время как дикие животные, питающиеся несладкой и грубой пищей, редко страдают от кариеса или зубного камня, в зоопарках слоны нередко потребляют слишком много фруктов, что может не только вызвать проблемы с зубами, но и привести к ожирению.

Слоненок рождается без жевательных зубов, но зато нередко сразу с парой молочных бивней длиной около 5 см. Постоянные бивни прорезаются в возрасте 1–3 лет. У африканских слонов эти «внеротовые» зубы растут и у самцов, и у самок, но у самок они заметно меньше. У азиатских — только у самцов, и то не всегда. Встречаются в Индии и «комолые» слоны, которых называют «макна» (см. Makhna). Как и у грызунов, слоновьи резцы растут всю жизнь, увеличиваясь на несколько сантиметров в год, и могут достигать внушительных размеров — больше 50 килограммов каждый.

«Внеротовые» зубы слоны используют для самых разных целей, в основном — для рытья земли в поисках корней или источников воды, сдирания коры с деревьев (см. видео), защиты от врагов (тигров и львов) и стычек с соперниками в брачных турнирах. Кстати, среди слонов тоже есть правши и левши: «любимый» бивень у них стачивается быстрее. Ранее считалось, что от размера бивней напрямую зависит репродуктивный успех слонов, но оказалось, что это не так: слонихам куда интереснее общий размер кавалера и выделяемый им запах, а размер бивней — дело десятое.

Когда совместный вес бивней достигает 90 килограммов (или, если точнее, 200 фунтов), слон начитает считаться «большим бивненосцем» (big tusker) и становится заветным трофеем для многих охотников. Некогда именно бивни едва не поставили этих млекопитающих на грань исчезновения: они были основным источником драгоценной слоновой кости, использовавшейся для изготовления предметов искусства. Сегодня коммерческая добыча слоновой кости запрещена, но пока одни используют ее искусственно синтезированные или растительные аналоги, а другие заменяют бивни современных слонов бивнями мамонтов, некоторая часть потребителей всё еще имеет доступ к нелегально добываемой слоновой кости, и это заметно сказывается на всех слонах.

Ежегодно в Африке, несмотря на все усилия защитников природы, от рук браконьеров погибает около 20 тысяч слонов, что привело к серьезному сокращению их популяций. Поскольку охотники в первую очередь нацеливаются на особей с самыми крупными бивнями, за последние несколько десятилетий размер слоновьих бивней уменьшился на 21–37%. А в тех районах, где браконьерство особенно процветает, наблюдается рост числа слонов, у которых вообще нет бивней — в одной из мозамбикских популяций таких животных уже почти треть!

Большинство африканских безбивневых животных — самки, и, как считают исследователи, неспроста. Изучив геномы слонов с бивнями и без, ученые выяснили, что различия между такими животными могут быть связаны с парой генов на Х-хромосоме, AMELX и MEP1a, которые у всех млекопитающих участвуют в формировании зубов. У человека локус AMELX связан с летальным для мужчин синдромом остановки роста боковых резцов, гомологичных слоновьим бивням. Если безбивневые слоны действительно появляются в результате мутации гена AMELX и ее воздействие на этих животных такое же, как на человека, то возможно, что «полезная» мутация, приводящая к исчезновению бивней, полезна только для слоних, тогда как носители-слонята мужского пола погибают еще в утробе матери. Вероятно, у азиатских слонов-макна за исчезновение бивней отвечает другая мутация, но какая и как она работает — еще предстоит выяснить.