وتقول عالمة الأنثروبولوجيا والمعد الرئيسية هالزكا غلواكا: "أحد ألغاز التطور البيولوجي البشري هو كيفية حدوث التزامن الدقيق بين ظهور الأرحاء (أو الأضراس) وتاريخ الحياة وكيف نُظّمت".

وبمساعدة غاري شوارتز، عالم الأنثروبولوجيا القديمة في معهد الأصول البشرية بجامعة أريزونا، جمع غلواكا أمثلة لجماجم مختلفة لمقارنة تطورها.

وبتحويل عظام وأسنان 21 نوعا من الرئيسيات إلى نماذج ثلاثية الأبعاد، تمكن الباحثون من معرفة أن توقيت أضراسنا البالغة له علاقة كبيرة بالتوازن الدقيق للميكانيكا الحيوية في جماجمنا المتنامية.

وعادة ما تظهر أشكال الأسنان البالغة التي نستخدمها لطحن طعامنا وتحويله إلى عجينة، من لثتنا على ثلاث مراحل - في حوالي 6 و12 و18 عاما.

وتحصل الرئيسيات الأخرى على أضراسها البالغة في وقت مبكر. وعلى الرغم من جميع أوجه التشابه بيننا في مراحل النمو، فإن الشمبانزي (Pan troglodytes) يحصل على أضراسه في 3 و6 و12 عاما. ويُخرج البابون الأصفر (Papio cynocephalus) آخر أضراسه البالغة بحلول سن السابعة، وقرود المكاك (Macaca mulatta) في السادسة من العمر.

ويتمثل أحد العوامل المهمة التي تقيد توقيت ظهور الأسنان، في الفراغ. إذا لم يكن الفك كبيرا بما يكفي لطقم أسنان بالغ، فلا فائدة من الضغط عليها.

وليس لدى البشر بالضبط مساحة كبيرة من الفم كما هي، مع كون ضروس العقل المتأثرة مشكلة كبيرة لجنسنا البشري. ولكن هذا لا يفسر سبب ظهورها في وقت متأخر جدا من حياتنا.

ومع ذلك، فإن وجود مساحة فارغة لنمو السن لا يجعل ظهور واحد هناك فكرة جيدة. وهناك الكثير من العضلات والعظام التي تدعم الأسنان، ما يضمن أن الضغط الكافي يمكن أن يمزق طعامنا ويطحنه بأمان. ويبدو أن "الأمان" وراء نمو أسناننا المتأخرة.

ويقول شوارتز: "اتضح أن فكينا ينموان ببطء شديد، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تاريخ حياتنا البطيء بشكل عام، وبالاقتران مع وجوهنا القصيرة، يتأخر عند توفر مساحة آمنة ميكانيكيا، ما يؤدي إلى تأخر ظهور الأضراس".

وتقع الأضراس الخلفية في الرئيسيات أمام مفصلي الفك الصدغيين، اللذين يشكلان معا مفصلا بين الفك والجمجمة. وعلى عكس المفاصل الأخرى في أجسامنا، يجب أن يعمل المحورين بتزامن تام مع بعضهما البعض. وتحتاج أيضا إلى نقل درجة معقولة من القوة إلى نقطة واحدة أو أكثر لتجعلك تعض وتمضغ.

وفي الميكانيكا الحيوية، هذه العملية المكونة من ثلاث نقاط تحكمها مبادئ داخل ما يسمى نموذج المستوى المقيد. ضع السن في المكان الخطأ، وقد تكون القوى الناتجة بموجب هذا النموذج سيئة لفك ليس كبيرا بما يكفي للتعامل معه.

وبالنسبة للأنواع ذات الفكين الأطول، فإن الوقت الذي تستغرقه الجمجمة لتطوير بنية مناسبة للأسنان الأقرب إلى العضلات القريبة من المفصل يكون قصيرا نسبيا.

ولا يوجد لدى البشر، مع وجوهنا المسطحة بشكل كبير، مثل هذا الحظ، ويحتاجون إلى الانتظار حتى تتطور جماجمنا إلى درجة أن القوى التي تضعها على كل مجموعة من الأضراس البالغة لن تضر بفكنا المتنامي.

ولا يمنحنا هذا فقط طريقة جديدة لتقييم حالات الأسنان، مثل الأضراس المتأثرة، ولكنه قد يساعد علماء الأحافير على فهم أفضل لتطور فكوكنا الفريدة بين أسلافنا.

وقالت غلواكا: "توفر هذه الدراسة عدسة جديدة قوية يمكن من خلالها مشاهدة الروابط المعروفة بين تطور الأسنان ونمو الجمجمة والتشكيلات الجانبية للنضوج".

ونشر هذا البحث في Science Advances.