Zobi

Zobi ir cietas, mineralizētas anatomiskas struktūras vairākuma mugurkaulnieku mutes dobumā un ir piestiprinātas pie žokļu kauliem vai citiem galvaskausa veidojumiem. Tie galvenokārt sastāv no emaljas, dentīna un pulpas, un veido būtisku daļu no barības uzņemšanas un pārstrādes sistēmas. Zobu galvenā funkcija ir barības mehāniskā apstrāde, tās nokošana, plēšana, sasmalcināšana vai sagremošana pirms norīšanas un turpmākas gremošanas. Atkarībā no sugas, zobiem var būt arī citas specializētas funkcijas, piemēram, aizsardzība, uzbrukums, teritorijas vai dominances demonstrācija, kā arī sociāla un seksuāla komunikācija.

Šis raksts ir par zobiem vispārīgi. Par cilvēku zobiem skatīt rakstu cilvēka zobi.

Nīlas krokodila zobi

Zobi evolūcijas gaitā ir ar ļoti dažādām struktūrām, un dažādās dzīvnieku klasēs to forma, skaits un novietojums atšķiras, pielāgojoties barības veidam un dzīvotnei. Daudziem zīdītājiem, tostarp cilvēkam, raksturīga heterodontija — dažādi zobu tipi ar specifiskām funkcijām —, savukārt citiem dzīvniekiem ir vienveidīgi zobi jeb homodontija. Zobu izpēte sniedz arī būtisku informāciju par dzīvnieku evolūciju, ekoloģiju un dzīvesveidu.

Izcelsme un evolūcija

Haizivs (Galeocerdo aduncus) zobu fosilijas

Zobi ir viena no senākajām un funkcionāli daudzveidīgākajām mugurkaulnieku anatomiskajām struktūrām, kuru izcelsme meklējama vairāk nekā 500 miljonu gadu senā pagātnē. Zobu forma, skaits un novietojums ir evolucionējuši atkarībā no barības veida, vides un dzīvnieku adaptācijām. Šīs struktūras sniedz būtisku ieskatu ne tikai dzīvnieku morfoloģijā, bet arī to evolūcijā un paleoekoloģijā.

Agrīnākie zobveidīgie elementi parādās jau kembrija periodā (apmēram pirms 500–540 miljoniem gadu) dažiem no pirmajiem žokļaiņiem (Gnathostomata). Tiek uzskatīts, ka zobi ir līdzīgi ādas zvīņām, jo to uzbūvē sastopamas līdzīgas struktūras, piemēram, dentīns un emaljai līdzīgas vielas. Saskaņā ar tā saucamo zvīņu–zobu homoloģijas teoriju, zobi evolucionēja no dermāliem kaulainiem veidojumiem, kas pakāpeniski pārvietojās uz mutes dobumu. Agrīnajiem bezžokļaiņiem nebija īstu zobu, taču dažām sugām bija keratinizēti veidojumi, kas darbojās līdzīgi. Zobi, kādus mēs pazīstam šodien, pilnībā attīstījās devona periodā, kad parādījās pirmās īstās žokļainās zivis.

Zobu morfoloģija un daudzveidība dažādās dzīvnieku grupās atspoguļo to adaptāciju specifiskam barības režīmam. Zivīm zobi bieži ir vienkārši un koniski, piemēroti tveršanai un noturēšanai. Daudzām haizivīm visa mūža garumā zobi nepārtraukti atjaunojas (polifiodontija). Rāpuļiem un abiniekiem zobu forma ir viendabīga, un tie bieži ir vērsti uz āru vai asās rindās. Daudzām sugām ir ierobežota zobu maiņa vai vienveidīgi zobi. Zīdītājiem izveidojusies izteikta zobu diferenciācija, tas ir, dažādi zobu veidi ar dažādām funkcijām (priekšzobi, ilkņi, mazie dzerokļi, dzerokļi), kas ļauj efektīvi pārstrādāt visdažādāko barību. Zobu evolūcija bieži saistīta ar ekoloģisko nišu, piemēram, gaļēdājiem, piemēram, kaķiem, haizivīm, zobi pielāgoti gaļas plēšanai, savukārt zālēdājiem, piemēram, zirgiem, govīm, zobi pielāgojušies augu masas samaļšanai, bet visēdājiem, piemēram, cilvēkam, cūkām, daudzveidīgai barības pārstrādei.

Zobu klasifikācijā būtiska ir atšķirība starp homodontiju un heterodontiju. Homodontija raksturo dzīvniekus, kuriem visi zobi pēc formas ir vienādi. Šāds zobu tips ir sastopams lielākajai daļai zivju, rāpuļu un abinieku, piemēram, haizivīm un krokodiliem. Heterodontija ir zobu diferenciācija, kad vienam organismam ir vairāki atšķirīgi zobu veidi. Tā ir raksturīga lielākajai daļai zīdītāju, tostarp cilvēkam, un ļauj zobiem specializēties dažādu mehānisku funkciju veikšanā, piemēram, košanā, plēšanā un sakošļāšanā. Heterodontija tiek uzskatīta par evolūcijas priekšrocību, jo ļauj efektīvāk izmantot dažādus barības avotus un uzlabot gremošanas efektivitāti.

Lai gan zobi ir sastopami lielākajai daļai mugurkaulnieku, dažās dzīvnieku grupās evolūcijas gaitā tie ir reducējušies vai pazuduši pavisam. Izteikts piemērs ir putni, kuru priekšteči, piemēram, arheopteriksi, vēl saglabāja zobus, taču mūsdienu putniem tie evolūcijas gaitā ir izzuduši, pielāgojoties vieglākam galvaskausam un barības uzņemšanai ar knābi. Līdzīga reducēšanās novērojama arī bruņrupučiem un dažām zivju sugām, kuras zobu funkciju daļēji kompensē ar rīšanas muskulatūru vai rīkles kaulainiem izaugumiem. Šie gadījumi liecina par to, ka zobi, lai gan sākotnēji bija universāla mugurkaulnieku iezīme, nav neaizvietojami, un to evolucionārā saglabāšanās vai zaudēšana ir atkarīga no dzīvnieka dzīvesveida un vides apstākļiem.

Veidi un formas

Plēsējiem ir izteikti ilkņi. Attēlā lauvas tēviņš žāvājas

Zobu uzbūve un izvietojums dzīvnieku mutes dobumā ir pielāgots to barošanās veidam, ekoloģiskajai nišai un evolūcijas gaitā attīstītajām adaptācijām. Zobi ievērojami atšķiras gan pēc formas un funkcijas, gan pēc maiņas cikla un speciālas adaptācijas konkrētiem uzdevumiem.

Daudzām nezīdītāju sugām, piemēram, zivīm, rāpuļiem, zobi ir homodontiski, kur visi zobi pēc formas ir līdzīgi, bieži koniski vai robaini. Zobu formas pamatveidi ir vislabāk izteikti zīdītājiem, īpaši tiem, kuriem raksturīga heterodontija (dažādi zobu veidi ar dažādām funkcijām). Galvenie zobu veidi pēc formas ir:

• priekšzobi (incizīvi) — plakani, ar asu malu, kas piemēroti barības nokošanai;
• ilkņi (kanīni) — smaili, koniski zobi ar garu sakni, kas pielāgoti plēšanai, caurduršanai un turēšanai;
• mazie dzerokļi (premolāri) — vidēja lieluma zobi ar plakanu vai nedaudz paugurainu virsmu, las pārstrādā barību starp ilkņiem un lielajiem dzerokļiem;
• lielie dzerokļi (molāri) — lieli zobi ar vairākām paugurainām virsmām, kas paredzēti barības samaļšanai.
• specializētie zobi — atsevišķām sugām novērojamas unikālas formas, piemēram, nagveidīgie zobi kukaiņēdājiem, ķemmes formas zobi dažiem primātiem un citi.

Zobu skaits arī būtiski variē starp sugām — no dažiem desmitiem zobu cilvēkam līdz vairāk nekā 3000 zobiem dažām haizivīm. Dzīvnieki iedalās arī pēc zobu maiņas cikla, kas nosaka, cik reizes dzīves laikā zobi tiek aizstāti:

• monofiodonti — zobi veidojas vienu reizi dzīvē un netiek nomainīti, piemēram, vaļiem, roņiem;
• difiodonti — dzīvniekiem ir divas zobu paaudzes – piena zobi un pastāvīgie zobi, piemēram, lielākajai daļai zīdītāju, tostarp cilvēkiem;
• polifiodonti — visa mūža garumā zobi tiek pastāvīgi aizstāti, piemēram, haizivīm, krokodiliem un daudzām zivju sugām.

Daudzu dzīvnieku zobiem evolūcijas gaitā izveidojušās speciālas formas, kas nodrošina unikālu pielāgošanos videi vai barošanās stratēģijai. Lieliem plēsējiem, piemēram, tīģeriem, vilkiem, ilkņi ir gari, smaili un ļoti spēcīgi, kas piemēroti upura satveršanai un caurduršanai. Zobenvaliem un izmirušajiem zobenzobu kaķiem (Smilodon) ilkņi ir īpaši palielināti. Grauzējiem, piemēram, žurkām, bebriem, un zaķveidīgajiem priekšzobi ir nepārtraukti augoši, ar emalju tikai priekšpusē. Šie zobi tiek regulāri noslīpēti košļājot, un nodrošina efektīvu graušanu. Savukārt ziloņu ilkņi faktiski ir pārveidoti augšžokļa priekšzobi, kas aug visu mūžu. Tos ziloņi izmanto barības uzņemšanai, aizsardzībai un sociālai saskarsmei. No ziloņa ilkņiem cilvēki iegūst ziloņkauls, kas radījis nopietnas dabas aizsardzības problēmas. Narvalis ir slavens ar vienu pagarinātu ilkni, kas ir spirālveida zobs un tas var sasniegt pat 3 metru garumu. Tiek uzskatīts, ka šis zobs kalpo gan sociālai saziņai, gan sensorai funkcijai. Haizivju zobiem ir asmeņveida forma, piemērota barības plēšanai. Haizivīm zobu rindas pastāvīgi atjaunojās, nodrošinot pielāgošanos aktīvai medīšanai. Šīs specializācijas parāda, cik plaša funkcionālā un morfoloģiskā dažādība piemīt zobiem dažādos dzīvniekos, pielāgojot tos ļoti atšķirīgiem bioloģiskajiem uzdevumiem.