How did teeth evolve? - Peter S. Ungar

المترجم: Hamzeh Koumakli المدقّق: Mohammed Liyaudheen wafy

You may take them for granted, but your teeth are a marvel.

لربما تعتبرها من المسلّمات ولكنّ أسنانك أُعجوبة.

They break up all your food over the course of your life,

فهي تُفتت طعامك طوال حياتك،

while being strong enough to withstand breakage themselves.

كما أنّها قوية بما فيها الكفاية لتقاوم تكسّرها.

And they’re formed using only the raw materials

بالإضافة إلى أنّها تتشكّل فقط من المواد الخام

from the food they grind down in the first place.

التي تُشتق من الطعام الذي تطحنه بنفسها.

What’s behind their impressive strength?

ما السر الكامن وراء قوتها المثيرة للإعجاب؟

Teeth rely on an ingenious structure that makes them both hard and tough.

تعتمد الأسنان على هياكل مُبتكرة تجعلها قاسية ومتينة في نفس الوقت.

Hardness can be thought of as the ability to resist a crack from starting,

من الممكن تعريف القسوة على أنّها القدرة على مقاومة الصدوع من بدايتها،

while toughness is what stops the crack from spreading

في حين أنّ المتانة هي ما يمنع الصدوع من الانتشار.

Very few materials have both properties.

مواد قليلةٌ جداً تملك هاتين الخاصيّتين.

For instance, glass is hard but not tough,

على سبيل المثال، الزجاج قاسٍ ولكنّه ليس متيناً،

while leather is tough but not hard.

بينما الجلدُ متينٌ ولكنّه ليس قاسياً.

Teeth manage both by having two layers:

تتمتّع الأسنان بهاتين الخاصيّتين بامتلاكها طبقتين:

a hard external cap of enamel, made up almost entirely of a calcium phosphate,

غطاءٌ خارجيٌّ صلبٌ من المينا، يُصنع بكامله تقريباً من فوسفات الكالسيوم،

and beneath it, a tougher layer of dentin,

وتحته، طبقةٌ أمتن من العاج،

partly formed from organic fibers that make it flexible.

تشكّلت جزئياً من أليافٍ عضويّة مما يجعلها مرنة.

This amazing structure is created by two types of cells:

هذا الهيكل الرائع يتم إنشاؤه بواسطة نوعين من الخلايا:

ameloblasts that secrete enamel

الخلايا المولّدة للمينا والتي تُفرز المينا

and odontoblasts that secrete dentin.

والخلايا المولّدة للعاج والتي تُفرز العاج.

As they form teeth, odontoblasts move inward,

وبينما تُشكّل الأسنانَ، تتحرك الخلايا المولّدة للعاج نحو الداخل،

while ameloblasts move out and slough off when they hit the surface.

بينما تتحرك الخلايا المولّدة للمينا نحو الخارج، وتنسلخ عن السن عندما تصطدم بالسطح.

For enamel, this process produces long, thin strands,

وبالنسبة للمينا، فإن هذه العمليّة تُنتج أطواقاً طويلة ورفيعة،

each about 60 nanometers in diameter.

يبلغ قطر كل منها حوالي 60 نانومتر.

That’s one one-thousandth the width of a human hair.

وهذا يعادل واحداً بالألف من عرض الشعرة لدى الإنسان.

Those are bundled into rods, packed together,

وهذه تتجمّع لتكوّن قضباناً، والتي تُحزم معاً،

tens of thousands per square millimeter,

بأعداد تصل إلى عشرات الآلاف لكلّ مليمتر مربّع،

to form the shield-like enamel layer.

فتتشكل طبقة المينا المشابهة للدرع.

Once this process is finished, your enamel can’t repair itself again

وعندما تنتهي هذه العمليّة، لا تستطيع طبقة المينا ترميم نفسها مجدداً

because all the cells that make it are lost,

وذلك لأن جميع الخلايا التي شكّلت تلك الطبقة تمّ فقدانها.

so we’re lucky that enamel can’t be easily destroyed.

ولهذا فإننا محظوظون أنّ طبقة المينا لا تتخرّب بسهولة.

Odontoblasts use a more complex process, but unlike ameloblasts, they stick around,

تستخدم الخلايا المولّدة للعاج طريقةً أكثر تعقيداً،

ولكنها على عكس الخلايا المولّدة للمينا، فإنّها تبقى موجودة،

continuing to secrete dentin throughout your life.

مستمرةً في إفراز العاج طيلة حياتك.

Despite the differences in teeth across the mammalian order,

على الرغم من اختلاف الأسنان بين أصناف الثدييات،

the underlying process of tooth growth is the same whether it’s for lions,

إلّا أنّ الطريقة الأساسيّة لنمو الأسنان هي نفسها سواءً بالنسبة للأسود،

kangaroos,

الكناغِر،

elephants,

or us.

الفيلة،

أو نحن.

What changes is how nature sculpts the shape of the tooth,

وما يختلف هو كيفيّة نحت الطبيعة لشكل الأسنان،

altering the folding and growth patterns

حيث تتغيّر طرق ترتيب أشكالها ونموّها

to suit the distinct diets of different species.

لكي تناسب نوعيّة الغذاء المتباينة بين الأنواع المختلفة.

Cows have flat molar teeth with parallel ridges for grinding tough grasses.

تمتلك الأبقار أضراساً مُسطّحة بنتوءاتٍ متماثلة لطحن العشب القاسي.

Cats have sharp crested molars, like blades, for shearing meat and sinew.

تمتلك القطط أضراساً ذات عرف حاد كالنصل، لتقطيع اللحم والأوتار.

Pigs have blunt, thick ones, useful for crushing hard roots and seeds.

تمتلك الخنازير أضراساً حادّة وثخينة تُساعد في سحق الجذور القاسية والبذور.

The myriad molars of modern mammals

الأضراس العديدة للثدييات المتطوّرة

can be traced back to a common form called “tribosphenic,"

يمكن إرجاعها لشكل مشترك يُدعى "ثلاثي الحدبات"،

which first appeared during the dinosaur age.

والذي ظهر أولاً خلال عصر الديناصورات.

In the 19th Century, paleontologist Edward Drinker Cope

في القرن التاسع عشر، قام عالم الحفريات إدوارد درينكر كوب

developed the basic model for how this form evolved.

بتطوير النموذج الأساسي لآليّة تطوّر هذا الشكل.

He hypothesized that it started with a cone-like tooth,

فقد افترض أنّها بدأت بسنٍ على شكل مخروط،

as we see in many fishes, amphibians, and reptiles.

كما نلاحظ في كثيرٍ من الأسماك، البرمائيّات، والزواحف.

Small cusps were then added, so the tooth had three in a row,

ثمّ أُضيفت نتوءات صغيرة لاحقاً، وبذلك فإن السن يملك ثلاث نتوءات على صف واحد،

aligned front to back, and connected by crests.

مصطفّةً وجهاً لظهر، ومتصلةٍ عن طريق أعراف.

Over time, the cusps were pushed out of line to make triangular crowns.

ومع الوقت، تُزاح هذه النتوءات الثلاث خارج الخط المستقيم لتشكل قمّة مثلثيّة.

Adjacent teeth formed a continuous zigzag of crests for slicing and dicing.

تُشكّل الأسنان المتجاورة خطاً متعرّجاً من الأعراف للتقطيع والتفتيت.

A low shelf then formed at the back of each set of teeth,

ومن ثمّ يتشكّل رفٌّ منخفض في الجزء الخلفي من كل مجموعة أسنان،

which became a platform for crushing.

والذي يصبح مكاناً للسحق.

As Cope realized, the tribosphenic molar served as the jumping-off point

وعندها أدرك كوب، أنّ الضرس ثلاثي الحدبات لعب دور نقطة الانطلاق

for the radiation of specialized forms to follow,

لانتشار الأشكال المتخصصة التي تلته،

each shaped by evolutionary needs.

والتي جُبلت حسب الحاجة للتطوّر.

Straighten the crests and remove the shelf,

قوّمْ الأعراف وأزلْ الرف،

and you’ve got the conveniently bladed teeth of cats and dogs.

وبذلك تحصل على الأسنان ذات النصل الملائمة للقطط والكلاب.

Remove the front cusp, raise the shelf, and you’ve got our human molars.

أزلْ النتوء الأمامي، ارفع الرف، وبذلك تحصل على الأضراس البشريّة.

A few additional tweaks get you a horse or cow tooth.

وبعِدة تجعيدات أخرى تحصل على سن البقرة أو الحصان.

Some details in Cope’s intuitive hypothesis proved wrong.

بعض التفاصيل في نظريّة كوب الأوليّة أُثبت خطؤها.

But in the fossil record,

ولكن في سجل المستحاثات،

there are examples of teeth that look just as he predicted

وُجدت أمثلة عن الأسنان التي تبدو تماماً كما توقّع

and we can trace the molars of all living mammals back to that primitive form.

ويمكننا أن نقتفي أصول الأضراس للثدييات الحيّة لنصل إلى الشكل البدئي.

Today, the ability to consume diverse forms of food

اليوم، القدرة على استهلاك أنواع مختلفة من الطعام

enables mammals to survive in habitats

تُمكّن الثدييات من البقاء على قيد الحياة في بيئتها

ranging from mountain peaks and ocean depths

ما بين ذُرى الجبال وأعماق المحيطات

to rainforests and deserts.

إلى الغابات الماطرة والصحارى.

So the success of our biological class is due in no small measure

لذا فإن نجاح طبقتنا البيولوجيّة يرجع إلى حد كبير

to the remarkable strength and adaptability

إلى القوّة والقدرة على التكيّف الرائعين

of the humble mammalian molar.

لضرس الثدييات المتواضعة.