Что говорят зубы об эволюции человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

МБОУ «Лицей № 23»

Проект по биологии

что говорят зубы об эволюции человека?

Подготовила:

Абдалова Мирослава

Класс:9 «Б»

Руководитель:

Моргун Наталья Михайловна

Озерск

2021

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Строение зубочелюстной системы современного человека

1.2 Основные этапы антропогенеза

1.3 Антропология зубов: как изучается история человечества?

1.4 О чем нам говорят ископаемые останки зубов?

1.5. От австралопитеков до Homo sapiens. Эволюция зубочелюстной системы

1.6 Какие зубы будут у наших потомков?

1.7 Выводы по теоретической части

2. Практическая часть

2.1 Подбор материала для создания обучающей презентации

2.2 Создание обучающей презентации

2.3 Выводы по практической части

Заключение

Список источников

Приложение 1. Одонтологический словарь

Приложение 2. Известные антропологи, сделавшие вклад в изучение эволюции зубочелюстной системы человека

Введение

антропология зубы человек эволюция

Я учусь в лицее № 23 с углубленным изучением биологии и химии. И уже сейчас я выбрала свою будущую профессию - врач-стоматолог. Поэтому тема проекта - «Что говорят зубы об эволюции человека?» родилась отнюдь не случайно.

Знания в области эволюции систем органов, в том числе эволюции зубочелюстной системы имеют прямое отношение к практической деятельности врача и в частности врача - стоматолога.

Я, как будущий стоматолог, ставлю в этом проекте следующую цель: изучение эволюции зубочелюстной системы человека и его предков, чтобы узнать, какие изменения происходили в ней в ходе эволюционного процесса и с чем они связаны.

Гипотеза проекта - строение зубов человека и зубочелюстной системы в целом зависит от его образа жизни и потребляемых продуктов.

Объект изучения - зубочелюстная система современного человека и его предшественников. Субъекты изучения - австралопитеки, архантропы, палеоантропы, неоантропы.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- изучить сведения об основных этапах эволюции зубочелюстной системы современного человека и его предков и сравнить их;

- изучить особенности строения челюстной и зубной систем человека и выделить, с чем связаны те или иные особенности строения, появляющиеся в ходе эволюционного процесса;

- систематизировать и популяризировать изученные сведения в виде обучающей презентации «Что говорят зубы об эволюции человека?»;

- сделать выводы на основе анализа изученных материалов.

Продукт моего проекта - обучающая презентация «Что говорят зубы об эволюции человека?».

В ходе работы над проектом я нашла для себя много познавательной информации о строении зубов человека и его предков, о методах исследования эволюции зубочелюстной системы. Кроме того, я узнала о существовании такой интересной и, несомненно, важной науки, как антропологическая одонтология.

1. Теоретическая часть

1.1 Строение зубочелюстной системы современного человека

Зубочелюстная система - это совокупность органов, объединенных анатомически и выполняющих ряд важных для организма функций: пищеварение, дыхание, формирование речи и др.

Она представлена:

1. Скелетом, состоящим из челюстных, носовых и скуловых костей.

2. Зубами (органы, предназначенные для откусывания, раздробления, разжевывания пищи).

3. Органами, предназначенными для захватывания пищи и замыкания ротового отверстия (губы, мимическая мускулатура).

4. Органами, принимающими участие в формировании пищевого комка и обеспечивающими его продвижения в глотку (язык, щеки твердое и мягкое небо, язычок).

5. Жевательной и мимической мускулатурой.

6. Тремя парами слюнных желез.

7. Височно-нижнечелюстным суставом.

Все органы челюстно-лицевой области находятся в тесной взаимосвязи между собой.

У человека 32 зуба (по 16 на каждой челюсти), которые располагаются на верхней и нижней челюсти (рисунки 1, 2). Нижняя челюсть, в отличие от верхней, подвижная благодаря височно-нижнечелюстному суставу. По форме и функции различают резцы, клыки, малые коренные и большие коренные зубы. У каждого зуба имеются выступающая над десной коронка, охваченная десной шейка и находящийся в зубной лунке корень. Большинство зубов имеют только один корень, некоторые - два или три. Основная масса зуба образована дентином. В области коронки дентин покрыт эмалью, а в области шейки и корня - цементом. Внутри зуба имеется полость, состоящая из полости коронки, переходящей в узкий канал корня зуба, который открывается отверстием на верхушке. Через это отверстие в полость зуба, содержащую пульпу, проходят сосуды и нервы. Корень зуба окружен соединительно-тканным периодонтом, фиксирующим зуб в зубной альвеоле.

Рисунок 1 - Постоянные зубы человека

1 - резцы; 2 - клыки; 3 - премоляры; 4 - моляры

Рисунок 2 - Постоянные зубы человека. Развернутая раскладка

У человека зубы прорезываются в два периода. У новорожденного зубов нет. В первый период (от 6 мес. до 2 лет) появляются 20 молочных зубов: по 10 на каждой челюсти. Во второй период (от 6-7 до 20 и даже 30 лет) вырастают 32 постоянных зуба. Так называемый зуб мудрости появляется не у всех, либо прорезается не полностью. Это связано с индивидуальными особенностями развития человека.

Развитие и прорезывание зубов оказывает большое влияние на полость рта и соседние органы. Уже на первом году жизни вследствие развития альвеолярных отростков увеличивается высота верхней и нижней челюстей, происходит рост верхнечелюстных пазух. Это приводит к возрастанию вертикального размера полости рта и всего лица. Развитие постоянных зубов способствует росту челюстей и лица в сагиттальном направлении, благодаря чему формируется лицевой профиль. После 15 лет, когда завершается в основном прорезывание постоянных зубов, рост лица в сагиттальном направлении и в высоту значительно уменьшается.

Занимая определенное положение в челюсти, зубы имеют ряд признаков, по которым можно установить их принадлежность к соответствующей челюсти и стороне (правой или левой). Основных признаков три: признак угла коронки, кривизны её и отклонения корня (рисунок 3).

а в г

Рисунок 3 - Признаки зубов: а - признак угла коронки; б - признак отклонения корня; в - признак кривизны эмали коронки у моляра;
г - тот же признак у клыка.

Признак угла коронки заключается в том, что медиальный угол коронки зуба, образованный двумя плоскостями - медиальной поверхностью и режущим краем значительно острее более тупого дистального угла коронки.

Особенно четко указанный признак наблюдается в верхних боковых и центральных резцах, а также премолярах.

Признак кривизны коронки выражается большей кривизной части вестибулярной поверхности коронки, расположенной вблизи её медиального края, и пологим скатом части вестибулярной поверхности у дистального края. Данный признак более четко выявляется при рассмотрении зуба со стороны жевательной поверхности или режущего края.

Признак отклонения корня заключается в искривлении всего корня или верхушки в дистальном направлении по отношению к продольной оси зуба.

Строение зубов обусловлено выполняемой ими функцией. Резцы имеют долотообразную коронку, располагаются спереди по четыре на верхней и нижней челюстях. Клыки - длинные, глубоко сидящие зубы. Резцы и клыки имеют простые одиночные корни, служат для откусывания пищи. Сзади от клыков с каждой стороны на каждой челюсти находятся по два малых и три больших коренных зуба. У малых коренных зубов корень чаще одиночный, у больших коренных зубов верхней челюсти по три корня, а нижней челюсти - по два корня. Жевательная поверхность бугристая. С их помощью пища дробится и размельчается.

Зубы находятся в окружении различных анатомических образований. Они образуют на челюстях метамерные зубные ряды, поэтому участок челюсти с принадлежащим ему зубом обозначают как зубочелюстной сегмент (рисунок 4).

Рисунок 4 - Зубочелюстные сегменты. Периодонт

1 - зубо-альвеолярные волокна; 2 - межзубные волокна; 3 - зубодесневые волокна

Выделяют зубочелюстные сегменты верхней челюсти и нижней челюсти.

В зубочелюстной сегмент входят:

- зуб;

- зубная альвеола и принадлежащая к ней часть челюсти, покрытая слизистой оболочкой;

- связочный аппарат, фиксирующий зуб к альвеоле;

- сосуды и нервы.

Поверхность зуба: для удобства описания особенностей рельефа или локализации патологических процессов принято условное обозначение коронки зуба.

Различают пять поверхностей:

1. Поверхность смыкания (окклюзионная поверхность) обращена к зубам противоположной челюсти. Она имеется у моляров и премоляров. Эти поверхности называются также жевательными. Резцы и клыки на концах имеют режущий край.

2. Вестибулярная поверхность ориентирована в преддверии рта. У передних зубов, соприкасающихся с губами, эта поверхность может называться губной, а у задних прилегающих к щеке - щечной. Продолжение поверхностей зуба на корень обозначается как вестибулярная поверхность корня, а стенка зубной альвеола, покрывающая корень со стороны преддверия полости рта - как вестибулярная стенка альвеолы.

3. Язычная поверхность обращена в полость рта к языку. Для верхних зубов применимо название небная поверхность. Так же называются поверхности корня и стенки альвеолы направленные в собственно полость рта .

4. Контактные поверхности прилежат к соседнему зубу. Таких поверхностей две: медиальная поверхность, обращенная к середине зубной дуги, и дистальная, обращенная к периферии.

Зубная дуга - это линия, проведенная через вестибулярные поверхности режущих краев коронок. Верхний ряд зубов образует верхнюю зубную дугу эллиптической формы, а нижний - нижнюю зубную дугу параболической формы (рисунок 5).

Кроме зубной дуги, выделяют альвеолярную дугу - линию, проведенную по гребню альвеолярного отростка, и базальную дугу - линию, проведенную через верхушки корней.

Рисунок 5 - Зубная дуга и поверхности зуба:

1 - зубная дуга (ее половина); 2 - вестибулярная поверхность;
3 - мезиальная поверхность; 4 - дистальная поверхность; 5 - язычная поверхность; 6 - окклюзионная поверхность

Десна - это слизистая оболочка, покрывающая альвеолярные отростки в области зубных ячеек с вестибулярной, язычной и небной поверхностей и охватывающие зубы в области шейки.

В десне различают две части:

1) альвеолярная часть, pars alveolaris (или прикрепленная, pars fixa);

2) краевая часть, pars marginalis (или свободная, pars liber).

Между двумя этими частями десны имеется неглубокая десневая борозда.

Десневая борозда - это неглубокая щель между поверхностью зуба и свободным краем десны. Дно десневой борозды в норме находится на уровне пришеечной части эмали зуба. Эпителий десневой борозды переходит на поверхность зуба и плотно срастается с ней (эпителий прикрепления).

Слизистая оболочка десны плотно срастается с надкостницей альвеолярных отростков, так как отсутствует подслизистый слой.

Часть десны, располагающаяся между соседними зубами, называется межзубным сосочком. Различают два межзубных сосочка: вестибулярный и язычный или небный, которые соединены друг с другом посредством межсосочковой связки. Слизистая оболочка десны заходит в лунку зуба, образуя десневой желобок.

Десна прикрепляется к альвеолярному отростку и зубу с помощью связок, которые содержат большое количество коллагеновых, эластических и аргирофильных волокон, способствующих ее плотному прилеганию к зубу и равномерному распределению жевательного давления.

Верхняя челюсть

Парная кость располагается в верхнепереднем отделе лицевого черепа. Она относится к числу воздухоносных костей, так как в ней находится обширная полость, выстланная слизистой оболочкой или гайморова пазуха.

В кости различают тело и четыре отростка: лобный, скуловой, альвеолярный, небный.

Верхняя челюсть способна оказывать большое сопротивление, как на сжатие, так и на разрыв. Устойчивость объясняется наличием контрфорсов - колонн из компактного вещества, расположенных так, что напряжение, возникающее при откусывании и разжевывании пищи, распространяется по челюсти, а затем передается на другие кости лицевого скелета.

1. Лобно-носовой контрфорс отсутствует боковой стенке носовой полости. Начинается на базальной дуге в области передних зубов и переходит в носовой отросток верхней челюсти и передает давление от передних зубов и частично первых премоляров.

2. Скуловой - начинается на альвеолярном отростке в виде скулоальвеолярного гребня, поднимается вверх по скуловому отростку и соединяется со скуловой костью. Передает давление от жевательных зубов.

3. Крылонебный контрфорс образован бугром верхней челюсти и крыловидным отростком клиновидной кости. Воспринимает жевательное давление от моляров и передает на основание черепа.

4. Небный контрфорс образован небными отростками верхней челюсти, уравновешивает силу, развивающуюся при жевании в поперечном направлении.

Небные отростки вместе с горизонтальной части небной кости образуют твердое небо, которое разделяет ротовую и носовую полости. Отростки соединены между собой сагитальными и фронтальными швами.

В переднем отделе небо представлено резцовой костью, она срастается с костным швом и небными отростками в зрелом возрасте. Купол неба имеет выраженную кривизну в сагитальном направлении и меньшую - в поперечном.

Задняя часть неба плоская. Сагитальный небный шов с возрастом утрачивает прослойку соединительной ткани и к 35-45 годам окончательно окостеневает и соответственно приобретает определенный рельеф - гладкий, вогнутый или выпуклый. Выпуклый рельеф наблюдается при избытке костной ткани, прощупывается в виде плотного валика различной формы (овальной, ланцетовидной, эллипсоидной, неправильной) и называется небный торус.



Нижняя челюсть

Это непарная подвижная кость лицевого скелета подковообразной формы, на которой фиксировано большое количество мышц. У эмбриона она состоит из двух половин. К концу первого года жизни заканчивается их сращение.

В каждой половине различают тело и два отростка. В теле выделяют нижний край - основание нижней челюсти и альвеолярный край. На передней поверхности тела в средних отделах - подбородочное возвышение, а кнаружи выступает подбородочный бугорок. Кверху и кнаружи от бугорка - подбородочное отверстие (место выхода сосудисто-нервного пучка) соответствует положению 35 и 45 зубов. Кзади от отверстия лежит направленная кверху косая линия, которая переходит в передний край ветви нижней челюсти. На внутренней поверхности вблизи средней линии располагается подбородочная ось. У нижнего ее края углубления - двубрюшная ямка. Над ней с каждой стороны в направлении к ветви нижней челюсти располагается косо идущая борозда - челюстно-подъязычная линия (место начала челюстноподъязычной и челюстноглоточной мышц). При потере зубов или атрофии альвеолярной челюсти эти линии могут создавать препятствия для расположенных съемных протезов.

В ветви нижней челюсти различают наружную и внутреннюю поверхности, передний и задние края, венечный и мыщелковый отростки. Ветвь поднимается от заднего конца тела нижней челюсти вверх и косо назад, образует с нижним краем тела угол нижней челюсти. Величина его различна на протяжении жизни человека. Так у детей он 40-53 градуса, а у взрослых увеличивается до 70 градусов и с потерей зубов вновь уменьшается в пожилом возрасте (рисунок 6).

Рисунок 6 - Изменения величины «внешнего» угла нижней челюсти человека в связи с его возрастом и наличием зубов

1. Альвеолярный - направляется вверх к альвеолярным ячейкам.

2. Восходящей - восходит вверх по ветви нижней челюсти к шейке и головке суставного отростка. Передает давление на височную кость.

Строение зубных рядов. Зубные дуги и их форма

Зубной ряд верхней челюсти имеет форму полуэллипса, нижней челюсти - параболы.

Верхний зубной ряд шире нижнего, вследствие чего верхние зубы перекрывают нижние. Такое соотношение зубных рядов увеличивает возможность жевательных движений нижней челюсти, расширяя полезную площадь для размельчения пищи. Зубные ряды представляют собой в морфологическом и функциональном отношении единое целое. Это обеспечивается рядом факторов:

1. Межзубные контактные пункты обеспечивают морфологическое единство, придают зубным рядам характер органа. Их наличие способствует распространению жевательного давления на соседние зубы. С возрастом контактные пункты стираются и образуются контактные площадки.

2. Наличие межзубной связки маргинального пародонта в виде мощного пучка соединительно-тканных волокон идущих от цемента одного зуба к другому.

3. Щечная выпуклость зубной дуги нижней челюсти наклон и форма коронок зубов. Язычные поверхности уже щечных и поэтому контактные поверхности зубов конвертируют по направлению к языку.

4. Зубы нижней челюсти наклонены коронками внутрь, а корнями кнаружи. Щечная выпуклость зубной дуги форма и положение зубов нижней челюсти создают устойчивость зубного ряда по типу свода арки трапециевидной формы.

5. Коронки нижних моляров наклонены вперед, а корни назад. Это препятствует сдвигу зубного ряда назад.

Височно-нижнечелюстной сустав

Височно-нижнечелюстной сустав является комбинированным сочленением. В этом суставе возможны блоковидные движения. Его суставные поверхности покрыты волокнистым хрящом. Он образован головкой нижней челюсти и нижнечелюстной ямкой височной кости. Суставная поверхность нижнечелюстной ямки в 2-3 раза больше головки нижней челюсти. Поверхность имеет эллипсовидную форму. Инконгруэнтность между головкой и ямкой выравнивается за счет суставного диска и прикрепления капсулы сустава на височной кости. Известно, что височно-нижнечелюстной сустав образован головкой нижней челюсти, нижнечелюстной ямкой и суставным бугорком чешуйчатой части височной кости. Элементами сустава являются также суставной диск, суставная капсула, связочный аппарат и в отличие от всех других суставов элементы мышечной системы (рисунок 7 и 8).

Рисунок 7 - Строение височно-нижнечелюстного сустава: 1-головка; 2-бугорок; 3-ямка; 4-задний полюс диска; 5-передний полюс диска; 6-центральный бессосудистый участок; 7 и 8-«задисковая подушка» (7-задняя дисковая связка, 8-задняя дискочелюстная связка); 9 - капсула; 10 - передняя дискочелюстная связка; 11-передняя дисковисочная связка; 12-верхняя часть наружной крыловидной мышцы; 13-нижняя часть наружной крыловидной мышцы.

Рисунок 8 - Височно-нижнечелюстной сустав (сагиттальный разрез)

1. processus condylaris; 2. pars tympanica височной кости; 3. processus mastoideus; 4. porus et meatus acusticus externus; 5. capsula articularis; 6. fossa mandibularis; 7. discus articularis; 8. tuberculum articulave; 9. m. ptevygoideus lateralis; 10. m. ptevygoideus lateralis; 11. ligamentum stylomandibulare; 12. processus styloideus

Жевательные мышцы

К жевательным мышцам относятся 4 мышцы производящие движения нижней челюсти в височно-нижнечелюстном суставе;

1. Жевательная мышца - состоит из трех частей: поверхностной, промежуточной и глубокой.

Поверхностная часть начинается толстым сухожилием от нижнего края и внутренней поверхности слуховой кости; пучки мышц прикрепляются к наружной поверхности ветви, углу и телу нижней челюсти. Волокна мышцы идут сверху вниз, спереди назад.

Промежуточная часть начинается от поверхности скуловой дуги и суставного бугорка височной кости; прикрепляется сухожилием к наружной поверхности ветви нижней челюсти ниже её вырезки, а также вплетается во внутреннюю часть поверхностного слоя.

Глубокая часть начинается мышечно от внутренней поверхности скуловой кости и дуги, височной фасции; прикрепляется к наружной поверхности венечного отростка нижней челюсти и сухожилию височной мышцы.

Функция: поднимает нижнюю челюсть; поверхностная часть выдвигает вперед, смещает челюсть в свою сторону.

2. Височная мышца - имеет веерообразную форму, заполняет височную ямку, состоит из трёх слоев: поверхностного, среднего, глубокого.

Поверхностный слой начинается от височной фасции и верхней височной линии прикрепляется к наружной поверхности венечного отростка к его верхушке и косой линии, а также к вырезке нижней челюсти.

Средний слой является самым мощным, начинается мышечно от височной поверхности чешуйчатой части височной кости, височной поверхности лобного отростка, прикрепляется толстым сухожилием к венечному отростку нижней челюсти.

Глубокий слой начинается мышечно от височной поверхности подвисочной поверхности большого крыла, подвисочного гребня клиновидной кости, лобной чешуи и височной поверхности скуловой кости. Прикрепляется мышечно к внутренней поверхности венечного отростка, передней и средней третьем края вырезки нижней челюсти, к щечному гребню. Передние пучки височной мышцы идут вниз и назад, средние - вертикально вниз, задние - сзади наперед и вниз.

Функция: передние и средние пучки мышцы поднимают нижнюю челюсть, задние тянут её назад.

3. Латеральная крыловидная мышца располагается в подвисочной ямке медиальнее ветви нижней челюсти. Мышца состоит из двух головок: верхней и нижней.

Верхняя головка берет начало от подвисочного гребня большого крыла крыловидной кости и от передних мышечно-сухожильных волокон глубокого слоя височной мышцы. Прикрепляется к суставной капсуле и диску височно-нижнечелюстного сустава.

Нижняя головка начинается от наружной поверхности латеральной пластинки крыловидного отростка клиновидной кости, прикрепляется к крыловидной ямке на шейке нижней челюсти.

Функция: при двустороннем сокращении выдвигает нижнею челюсть вперед, при одностороннем смещает ее в противоположную сторону.

4. Медиально-крыловидная мышца располагается на внутренней поверхности ветви угла и тела нижней челюсти. Начинается от крыловидной ямки клиновидной кости, пирамидального отростка небной кости латеральной пластинки крыловидного отростка и от крючка медиальной пластинки. Прикрепляется к телу, углу и крыловидной бугристости на ветви нижней челюсти. Мышечные пучки идут сверху вниз спереди назад и изнутри кнаружи.

Функция: при двустороннем сокращении поднимает нижнюю челюсть при одностороннем смещает её в сторону противоположную сократившейся мышце.

1.2 Основные этапы антропогенеза

Эволюционная антропология - раздел антропологии, изучающий историческое развитие и становление человека как индивида, субъекта, личности, создателя материальной и носителя духовной культуры. Методологической основой эволюционной антропологии являются эволюционное учение - СТЭ (синтетическая теория эволюции) и социология - наука о закономерностях развития общества.

Научную основу эволюционной антропологии составляют знания из области биологии, экологии, генетики, истории, социологии, психологии, биогеографии, палеонтологии, археологии, этнографии, помогающие раскрыть предпосылки, факторы, этапы, движущие силы происхождения и исторического развития человека, пути его миграции и освоения Ойкумены.

В антропогенезе выделяют два основных этапа: биогенез и социогенез.

Биогенез - ранний этап эволюции человека, проходил под действием биологических факторов, его результатом было выделение рода Homo из отряда Приматов. С этого этапа начинается социогенез - историческое развитие человека под влиянием социальных факторов - социальных законов, действующих в человеческом обществе. Социальная эволюция по темпам опередила биологическую, результатом её явилось создание социальной среды, которая обеспечила человеку защищённость от неблагоприятных средовых факторов. Здоровье и репродукция современного человека в значительной степени зависят от социально-экономического развития страны, образования, образа жизни, материального обеспечения индивида, уровня медицинской помощи и других социальных факторов.

Методы, используемые в современной эволюционной антропологии (которая включает и интересующую нас область этой науки - антропологическую антропологию) позволяют установить абсолютный возраст артефактов, время расхождения филогенетических линий, этапы антропогенеза, филогенетическое, биохимическое и генетическое родство исторических предков человека с представителями отряда приматов и современным человеком, дают возможность восстановить облик предковых форм, их социальные отношения, материальную и духовную культуру.

Большое внимание уделено изучению эволюции головного мозга человека, закономерностям усложнения мозга в соответствии с повышением уровня общей организации, появлению и развитию высших корковых центров.

Начало XXІ характеризуется многочисленными обнаружениями артефактов, использованием новейших молекулярно-генетических методов, уточнением генеалогического древа человека. Тем не менее, многие вопросы возникновения современного человека требуют дальнейшего исследования.

Относительно происхождения современного человека имеются следующие основные гипотезы:

1. Моноцентризм - возникновение современного человека и всех его рас в одном центре. Этим не объясняется преемственность населения вне прародины современного человека. «Разрыв постепенности» наблюдается только в Европе между неандертальцем и кроманьонцем, что можно объяснить оледенением. Этот разрыв породил «неандертальскую проблему», т.е. вопрос о том, как исчезли неандертальцы.

2. Полицентризм - возникновение современного человека и его рас независимо в разных частях света. Не только Африка (прародина современного человека), но и Азия была населена непрерывно. У синантропов уже есть некоторые монголоидные черты: лопатообразность верхних боковых резцов, небольшой рост.

3. Компромиссный подход - всегда были частичная изоляция человеческих популяций и частичное смешение между ними. Сейчас, согласно миграционной теории, возникновение кроманьонца представляется следующим образом. Он возник в Восточной Африке более 100 тысяч лет назад, примерно 70 тысяч лет назад через Палестину «выплеснулся» из Африки и примерно 30-35 тысяч лет назад заселил Европу и всю Азию. При этом пришельцы частично смешивались с местными палеоантропами, если они там были. Эта картина доказывается, в частности, следующими фактами. В Восточной Африке найден череп со многими прогрессивными чертами (высоким сводом, округлым затылком, подбородочным выступом), причём его возраст составляет порядка 100 тысяч лет. Люди крайне разнообразного облика (и неандертальского, и кроманьонского, и смешанного) жили 70 лет назад в Палестине (находки в пещерах Схул и Табун). Наиболее древние кроманьонские погребения Русской равнины имеют возраст порядка 30 тысяч лет. Первые кроманьонцы-европеоиды имели некоторые негроидные черты, т.е. расы в это время ещё не полностью разделились.

После победы неоантропа изменения человека не носили характера стадиальной эволюции. Это были, в основном, географические адаптации, случайные процессы в малых популяциях, гетерозис при метисации и т.п. Таким путём возникло всё современное многообразие рас и народов.

На рисунке 9 приведена временная шкала антропогенеза.

Рисунок 9 - Временная шкала антропогенеза

Основные этапы антропогенеза (начиная с автралопитековых):

1. Появление австралопитековых - плиоцен (5 млн. лет назад). Общие с нами предки - ранние австралопитеки или преавстралопитеки. Прямохождение.

2. Разделение австралопитековых на массивных и грациальных (несколько раз в период от 5 до 2 млн. лет назад).

3. Выделение из числа ранних грациальных австралопитеков линии, пошедшей к человеку умелому - первому представителю рода Homo, - не менее 2,5 млн. лет назад [по разным данным - от 2,5 до 4 млн. лет назад].

4. Появление человека умелого (Homo habilis) - плейстоцен (2 млн. лет назад). Начало систематического изготовления каменных орудий труда.

5. Появление древнейших людей (архантропов) в Африке - плейстоцен (1,6 млн. лет назад).

6. Расцвет древнейших людей (архантропов) во всём Старом Свете. Время питекантропа - 0,7-0,6 млн. лет назад.

7. Овладение огнём (синантроп) - 0,4-0,3 млн. лет назад (400-300 тысяч лет назад).

8. Время прогрессивных архантропов, или пренеандертальцев, - 450-150 тысяч лет назад (по другим данным - 400-200 тысяч лет назад).

9. Появление древних людей в Африке (палеоантропов, или неандер-тальцев) - 300 тысяч лет назад.

10. Появление человека кроманьонского типа в Восточной Африке - 200 тысяч лет назад (по данным молекулярных часов, но самые старые палеонтологические находки имеют возраст порядка 100 тысяч лет назад, однако нужно учитывать, что молекулярные часы говорят лишь о времени разделения ветвей, а формирование комплекса признаков могло произойти чуть позже).

11. Проникновение человека кроманьонского типа в Азию (в Палестину) и начало его смешения с азиатскими неандертальцами - 70 тысяч лет назад.

12. Появление классических неандертальцев в Европе - 70 тысяч лет назад (жили 70-35 тысяч лет назад в приледниковой зоне Западной Европы).

13. Исчезновение неандертальцев (вымирание или растворение в более прогрессивной и многочисленной форме) - 35 тысяч лет назад.

14. Появление кроманьонцев в Европе - 30 тысяч лет назад.

15. Формирование современных рас - не ранее 25 тысяч лет назад.

16. Проникновение неоантропа (кроманьонца) в Америку - 11,5 тысяч лет назад.

17. Начало развития цивилизации - 10 тысяч лет назад. В это время в верховьях Тигра и Евфрата было открыто земледелие, и численность человека в связи с этим довольно резко увеличилась в 20-30 раз, достигнув 10 млн. человек.



1.3 Антропология зубов: как изучается история человечества?

Экспертизой, изучением и анализом зубов современных людей и их предшественников занимается наука, называемая антропологией зубов или антропологической одонтологией.

Антропологическая одонтология - направление антропологии, изучающее эволюционную, расовую и этническую изменчивость строения зубной системы человека и его предшественников.

Оказывается, наш организм запечатлевает многие внешние воздействия, которые мы испытываем при жизни. Скелетная система человека обладает пластичностью и консервативностью, она способна записать некоторые негативные эпизоды, которые мы испытывали при жизни. Например, в процессе роста ребенка могут возникнуть какие-то негативные состояния, такие как сильный голод, который люди в древности испытывали очень часто, или какие-то серьезные болезни, которые могли на время останавливать рост и развитие ребенка. Потом этот физиологический стресс мог быть преодолен. Но в строении зубной системы периоды этого роста фиксируются как признаки, известные под названием «эмалевая гипоплазия», в виде определенных явлений, связанных с исчерченностью на зубах, и мы можем даже реконструировать число таких негативных эпизодов в детстве. Таким образом, иногда, изучая скелет и, в частности, зубочелюстную систему, древнего или даже ископаемого человека, мы можем говорить о том, как он жил, чем он питался.

Для этого исследователям на помощь приходят такие методики, как изотопный анализ и атомно-абсорбционный анализ химического состава костной ткани.

Мы можем говорить о том, были ли люди преимущественно вегетарианцами или они предпочитали мясную пищу, какими болезнями они болели. Можно говорить о возникновении многих заболеваний, например, о распространении инфекций в древности. Скажем, жизнь кочевника сильно отличалась от жизни оседлого человека. Очень важным рубежом в жизни людей стало происхождение производящего хозяйства, земледелия и скотоводства. Этот процесс связан с так называемой территорией Плодородного полумесяца, которая сегодня совпадает с территориями таких стран, как Иран, Ирак, Израиль и частично Турция. Именно там уже свыше 10 тысяч лет назад люди перешли от образа жизни охотников и собирателей к образу жизни земледельцев и скотоводов, что вызвало очень важные демографические изменения: стало рождаться больше детей, увеличилась плотность населения. Соответственно, изменилась система расселения людей. В дальнейшем это повлияло на возникновение многих новых заболеваний, так как стиль жизни людей изменился.

С помощью изучения человеческих зубов ученые проливают свет на древнейшую историю человечества. Это не удивительно, поскольку зуб хранит в себе даже самые незначительные на первый взгляд события из жизни человека. Поэтому так и ценны зубы наших предков - немые летописцы, которые могут рассказать все, вплоть до того, что ела условная прародительница 17 000 лет назад в 6 часов дня.

Одним из самых известных зубных антропологов можно по праву назвать профессора Дебби Гуателли-Штайнберг из Университета штата Огайо, которая изучает окаменелые зубы, чтобы ответить на вопросы об истории жизни, росте и рационе приматов и наших человеческих предков, а также об отношениях между различными видами.

Перечень методов исследования зубочелюстной системы, используемых в современной антропологии, с помощью которых устанавливаются: абсолютный возраст артефакта (ископаемого материала), время расхождения филогенетических линий, генетическое и филогенетическое родство, внешний облик ископаемого предка представлен в таблице 1.



Таблица 1 - Методы современной антропологии

Метод	Сущность метода	Возможности метода
1.Изотопный: а) ураново-свинцовый период полураспада - 4,5 млрд. лет б) калий-аргоновый период полураспада - 1,2 млрд. лет в) рубидий- стронциевый г) радиоуглеродный период полураспада - 5730 лет.	Возраст образца определяется по соотношению исходных и конечных продуктов радиоактивных изотопов с учетом периода их полураспада. Изотопный состав образца выявляют с помощью масс спектрометрии.	Установление абсолютного возраста ископаемого материала
2. Коллагеновый	Определение в ископаемом материале белка - коллагена, количество которого уменьшается пропорционально возрасту артефакта.	Установление абсолютного возраста ископаемого материала
3. Цитогенетический	Сопоставление кариотипов людей их разных популяций с кариотипами современных антропоидов.	Установление генетического родства и эволюции кариотипа
4. Атомно-абсорбционный анализ химического состава костной ткани	Химическое разделение компонентов костной ткани, основанное на их избирательной растворимости, с последующим определением микроэлементов методом атомно-абсорбционной спектрометрии.	Установление места и времени происхождения человека, а также путей его миграции
5. Бимолекулярный - « биологические часы»	Основан на параллельном анализе нуклеотидной последовательности в структурных генах и последовательности аминокислот в кодируемых ими полипептидах у человека и современных антропоидов. При этом допускаются одинаковая скорость и фиксация нейтральных мутаций при измерении времени в числе поколений, а не в годах.	Установление генетического родства и времени расхождения филогенетических линий
6. ДНК - анализ
а) ПЦР	Многократная репликация (амплификация) фрагментов ДНК человека и понгид.	Получение достаточного количества ДНК для генетического исследования
б) ДНК-зондирование FISH- метод в) геномная дактилоскопия г) секвенирование	Выявление гомологичных последовательностей нуклеотидов в ДНК человека и современных обезьян. Сопоставление генетических маркеров - повторяющихся последовательностей, расположенных в некодирующих областях ДНК, различающихся по длине, нуклеоидному составу, количеству повторов. Сравниваются генетические маркеры в митохондриальной ДНК, в У-хромосоме людей разных популяций и современных понгид. Определение нуклеотидной последовательности разных фрагментов ДНК ископаемых предков и современного человека	Установление степени генетического родства Установление места и времени происхождения человека, а также путей его миграции Сравнение эволюции женской и мужской линий человека Определение времени расхождения филогенетических линий
7. Голография	Создание голограмм - компьютерных трехмерных моделей древних людей по отдельным фрагментам, восстановление внешнего облика ископаемых предков человека.	Выявление изменений фенотипа предков человека в процессе антропогенеза

1.4 О чем нам говорят ископаемые останки зубов?

Антропологи узнают много нового о первых людях и наших предках, изучая зубы. Одна из причин, по которой зубы дают так много информации, заключается в их доступности. Зубы являются наиболее сохранившимися остатками скелета, найденными в окаменелостях. Они маленькие и очень минерализованные, что делает их устойчивыми к разложению и способными сохранять свои первоначальные качества. Зубы человека могут помочь антропологу оценить, сколько лет останкам, диете, которую съел человек, дать анализ общего состояния здоровья и даже, возможно, рассказать им о культурных ритуалах человека.

Исследователи изучают структуру зубов, таких как выпуклости и бороздки, чтобы увидеть, как различные виды приматов и древних людей связаны друг с другом. Кроме того, поскольку масштаб развития зубов связан с общим развитием у большинства животных, исследователи могут использовать зубы, чтобы определить, сколько времени понадобилось людям разных видов, чтобы вырасти до зрелого возраста. Исследователи могут изучить степень износа окаменелых зубов, чтобы получить очень приблизительную оценку того, сколько лет было взрослому человеку, когда он умер; чем больше износ по сравнению с остальным населением, тем старше останки на момент смерти.

Исследование микроскопической структуры зубов дает информацию о жизни и деятельности людей, живших несколько веков назад. При недостатке витамина D образуются нарушения в слоях дентина - твердой ткани зуба, расположенной под эмалью. При этом нарушения позволяют в последующих анализах прочитывать информацию подобно той, которую мы узнаем благодаря годичным кольцам в деревьях.

И, конечно же, многое можно узнать о диетах. Микроскопическое изнашивание жевательных поверхностей зубов позволяет предположить, какую пищу ел человек. Микроизнашивание на зубах - это крошечные следы, которые можно увидеть только под микроскопом. Эти маленькие царапины могут показать способы, которыми зубы жевали мясо, растения и другие продукты питания. Млекопитающие имеют четыре основных типа зубов: резцы, премоляры, моляры и клыки. У плотоядных животных длинные клыки, которые работают как ножницы, чтобы порвать мясо. Травоядные имеют большие плоские коренные зубы и премоляры с острыми гребнями для размола растений. У всеядных есть множество зубов, которые позволяют им рвать и рвать мясо, а также ломать растения, семена и орехи. Кариес может подтвердить историю диеты с высоким содержанием углеводов. Гипоплазия эмали, показывает, что у останков была плохая диета или питание.

«Для разных видов пищи могут потребоваться разные способы сближения зубов. Когда это произойдет, пища отметит зубы по-разному, в зависимости от ее свойств», - сказала Гуателли-Штейнбер.

Химический состав самих зубов показателен. Ученые могут определить стабильные изотопы и микроэлементы в окаменелых зубах, чтобы определить рацион человека.

«Рост зубов нарушается в периоды серьезных физических нагрузок, таких как болезнь или голод, поэтому зубы могут пролить свет на испытания, с которыми столкнулись наши предки».

Еще одним полезным источником знаний о росте служит зубной камень - форма закаленного зубного налета и одна из наиболее распространенных проблем со здоровьем зубов. Увеличение налета на человеческих зубах может помочь рассчитать возраст останков.

Так же и с прорезыванием зубов. Поскольку оно происходит в определенных возрастных диапазонах, количество и тип прорезавшихся зубов может помочь определить возраст на момент смерти.

Совсем недавно Гуателли-Штейнберг использовала относительно новый метод изучения окаменелых зубов для изучения роста периодов древних людей. Техника, впервые внедренная антропологом Таней Смит, называемая рентгеновской синхротронной микротомографией, использует специализиро-ванный аппарат для визуализации зубов без необходимости их разрезать. Это позволяет исследователям создавать виртуальные срезы ископаемых зубов, чтобы увидеть периоды роста, или когда рост был прерван, с погрешностью всего в несколько дней.

В исследовании 2004 года Гуателли-Штейнберг и её коллеги использовали сканирующий электронный микроскоп, чтобы сравнить окаменелые зубы неандертальцев с зубами современных инуитов или эскимосов. Исследователи искали крошечные дефекты - горизонтальные линии и углубления в зубной эмали, которые указывают на то, что люди испытывали стресс. Результаты показали, что жизнь неандертальцев не сильно отличалась от жизни современных эскимосов, и уж тем более не была более стрессовой. В то время эта находка бросила вызов традиционному представлению о жизни в доисторические времена.

Зубы очень много говорят о месте проживания человека. Можно даже проследить путь его миграции. Но для этого понадобится щелочноземельный металл под названием стронций. Элемент имеет сходные физические и химические свойства с кальцием.

Элемент меняется в зависимости от географического положения. Исследователи собирают образцы стронция из почвы, растений и животных, чтобы определить характерные особенности местности. Затем они сравнивают значения изотопов стронция в зубной эмали с местным диапазоном, чтобы выяснить, этот человек вырос здесь, или в другом месте. Для этого поверхность зуба очищается и извлекается от 10 до 20 миллиграммов эмали. Затем эмаль измельчают, растворяют и очищают химически перед обработкой для измерения изотопного соотношения элемента.

Ученые также обнаружили странную особенность древних людей - у большинства людей, чьи ископаемые останки обнаружены, во рту нет ни единого зуба, пораженного кариесом.

Как ни странно, в течение миллионов лет доисторической эпохи нашим предкам удавалось в целом поддерживать здоровье полости рта на должном уровне, несмотря на то, что из средств гигиены у них имелись разве что простейшие зубочистки.

На самом деле кариес стал распространенной проблемой совсем недавно - около 10 тысяч лет назад, на заре неолита, когда наши предки занялись сельским хозяйством.

А вскоре после этого сформировалась и относительно развитая стоматология. В течение последнего десятилетия археологи нашли подтверждение тому, что в различных культурах по всему миру умели выскабливать, вычищать и даже сверлить и пломбировать больные зубы, удаляя разложившиеся ткани.

Иными словами, получается, что умение сверлить зубы появилось на несколько тысяч лет раньше письменности, цивилизации и даже колеса.

В доземледельческих общинах кариес тоже встречался, но очень редко. «Распространенность кариеса среди охотников и собирателей составляла примерно 1-5%, а среди народов, использовавших смешанные стратегии добывания пищи, - около 6-8%», - рассказывает сотрудница Нью-Йоркского университета (США) Алехандра Ортис.

«Это резко контрастирует с показателями, наблюдаемыми в земледельческих общинах, - там они варьируются от 10% до 80-85%», - подчеркивает она.

По словам сотрудника Австралийского национального университета Марка Оксенхэма, рост распространенности кариеса впервые был зафиксирован в 1970-х годах, и довольно быстро археологи пришли к выводу о том, что это явление объясняется переходом людей на богатую углеводами пищу в результате развития сельского хозяйства.

Но нельзя сказать, что ухудшение состояния зубов на все 100% связаны с рационом питания. Ученые допускают, что это может быть связано и с другим изменением, вызванным развитием сельского хозяйства, а именно с ростом населения.

Земледельцы обычно вели оседлый образ жизни (в отличие от своих предшественников, охотников и собирателей) и могли рассчитывать на более предсказуемые источники продовольствия, чем их предки.

Оба фактора способствовали увеличению рождаемости. Это, в свою очередь, отрицательно сказалось на здоровье полости рта у женщин. К примеру, известно, что происходящие во время беременности гормональные сдвиги в организме сопряжены с повышенным риском воспаления десен. Кроме того, они вызывают изменение водородного показателя кислотности (рН) слюны, ограничивая ее способность нейтрализовывать кислоты, разрушающие зубы. По словам Оксенхэма, существует целый ряд свидетельств в пользу того, что в древних земледельческих общинах состояние зубов у женщин было хуже, чем у мужчин.

Дальнейшее развитие сельского хозяйства привело к неожиданному росту распространенности кариеса.

Так или иначе, ясно: в доисторических обществах люди не стали терпеть эту боль - они начали искать способы ее облегчить (и тут их можно понять!). Так была изобретена стоматология.

На данный момент самые ранние возможные свидетельства развития терапевтической стоматологии, которыми мы располагаем, относятся к периоду, непосредственно предшествовавшему началу развития сельского хозяйства, когда будущие земледельческие общины уже начинали употреблять в пищу разнообразные зерновые и продукты с высоким содержанием крахмала, богатые углеродами еще до того, как стали сами выращивать эти культуры.

В 2016 году сотрудник Болонского университета (Италия) Стефано Бенацци вместе со своими коллегами тщательно изучил череп взрослого мужчины, жившего 14 тысяч лет назад. Череп был найден при раскопках в Италии в конце 1980-х годов.

Ученые обнаружили признаки того, что жевательная поверхность одного пораженного кариесом зуба была вычищена и выскоблена специальным инструментом - возможно, в попытке удалить разложившиеся ткани. Под микроскопом видно, что царапины на зубе, по-видимому, были оставлены миниатюрным кремниевым лезвием - микролитом. Для того времени эта технология была относительно новой.

Лечение с помощью таких инструментов, вероятно, было очень болезненным. Группа ученых даже провела серию экспериментов с зубами современных людей и инструментами, аналогичными микролиту, чтобы подтвердить гипотезу о том, что следы на зубах были оставлены именно этими тонкими инструментами.

Более эффективные методы лечения появились лишь спустя несколько тысяч лет с изобретением более совершенной технологии - первой бормашины.

Где она была изобретена, точно не известно, но некоторые ученые полагают, что ее начали использовать на территории современного Пакистана около 7500-9000 лет назад.

Там, на неолитическом кладбище, ученые нашли подтверждения того факта, что процедуре сверления зубов подвергалось как минимум девять человек. У всех из них на жевательной поверхности коренных зубов обнаружились ровные отверстия диаметром 1-3 миллиметра. Под микроскопом ученые разглядели на внутренних стенках некоторых отверстий концентрические бороздки - это говорит о том, что зубы были не просто тщательно выскоблены, но именно просверлены.

Может показаться невероятным, что в такие древние времена людям удалось создать бормашину из самых примитивных материалов, но эта технология и в самом деле существует. Некоторые коренные народы и по сей день проделывают отверстия в предметах с помощью, так называемой, смычковой дрели. Этот инструмент состоит из нескольких деревянных палочек, заостренного камня и мотка веревки. Веревку привязывают к обоим концам гибкой палки, так что получается некое подобие небольшого лука. Затем веревку туго обматывают вокруг второй палки, расположенной перпендикулярно к «луку». За счет простого перемещения лука назад и вперед вторая палка вращается, как дрель, а если приделать на конце заостренный камень, она сможет просверливать твердые материалы.

Чтобы понять, могла ли смычковая дрель с каменным наконечником применяться в стоматологии, группа ученых, работавших в Пакистане, соорудила подобный инструмент и предприняла попытку просверлить эмаль человеческого зуба. Результаты оказались поразительными: на то, чтобы просверлить такие отверстия, которые мы видим в зубах людей, живших 9 тысяч лет назад, ушло меньше минуты.

Конечно, неизбежно находятся люди, которые сомневаются в том, что в таких древних обществах уже было все необходимое для сверления зубов. Помочь убедить скептиков могли бы новые подтверждения наличия подобной стоматологической практики в древних земледельческих общинах.

В прошлом году Ортис с коллегами нашли именно такие подтверждения, и уже не в Пакистане, а на другом конце земного шара - в перуанских общинах, существовавших до колонизации Латинской Америки испанцами.

Более того, по ее словам, появляются свидетельства в пользу применения процедуры сверления и в другой перуанской культуре - ичма, существовавшей более тысячи лет назад. Возможно, в этой культуре древние зубные врачи даже применяли во время операции местное обезболивание, например, с помощью листьев коки.

...