Fósil de primitivo pez revela el origen del desarrollo de los dientes

pez Lophosteus

Relación evolutiva de desarrollo entre los dientes y los dentículos dérmicos

Los dientes y las estructuras duras llamadas dentículos están relacionados evolutivamente y surgen del mismo sistema de desarrollo, según muestra un nuevo estudio publicado hoy en eLife.

Estos hallazgos en fósiles de antiguos peces contradicen las afirmaciones establecidas sobre la diferencia entre las dos estructuras basadas en los tiburones modernos y brindan nuevos conocimientos potenciales sobre los orígenes y el desarrollo de los dientes.

Los dentículos dérmicos son estructuras duras hechas de dentina, la sustancia principal del marfil, y se encuentran en las superficies externas de los animales con columna vertebral (vertebrados). Los dientes son un ejemplo de dentículos, pero algunos animales también los tienen en la piel, como las 'escamas' en forma de dientes de los tiburones. Estos se conocen como dentículos dérmicos.

"Se cree que los dientes y los dentículos dérmicos han evolucionado por separado porque parecen desarrollarse de diferentes maneras", dice el autor principal Donglei Chen, investigador del Departamento de Biología Organismal de la Universidad de Uppsala, Suecia. "Sin embargo, la mayor parte de lo que sabemos se limita a los tiburones modernos en los que la diferencia entre estas estructuras se ha vuelto muy clara. Para comprender la relación entre los dos con más claridad, necesitábamos recurrir al registro fósil".

El equipo examinó los fósiles de uno de los primeros peces óseos llamado Lophosteus, que vivió hace más de 400 millones de años. Eligieron este pez porque representa una etapa temprana de la evolución de los dientes, acercándolos al momento en que los dientes y los dentículos dérmicos podrían haberse separado con la esperanza de que cualquier similitud de desarrollo entre los dos fuera más obvia.

mandíbula fósil del Lophosteus

Imagen: Parte de una mandíbula del pez óseo fósil Lophosteus de 422 millones de años, visualizado con una técnica de rayos X de alta resolución. A la derecha, la superficie de la mandíbula se muestra en gris. En el medio, los dientes expuestos están resaltados en oro y los dentículos dérmicos en tonos morados, rosados y rojos. A la izquierda, el hueso en sí se vuelve transparente, revelando los vasos sanguíneos internos y las cavidades pulpares, que se muestran en azul y verde, así como los dientes incrustados y los dentículos dérmicos. Crédito: Chen et al. (CC BY 4.0)

Los investigadores utilizaron imágenes de rayos X de alta resolución para observar la estructura tridimensional de los dentículos en Lophosteus en diferentes etapas de desarrollo. Descubrieron que la apariencia de los dentículos era similar en las primeras etapas del desarrollo, pero cambiaba dependiendo de si crecían en la boca o en la cara. Esto sugiere que había diferentes señales químicas en cada área que dirigían su desarrollo. En las etapas posteriores, algunos dentículos dérmicos se moverían de la cara a la boca y comenzarían a verse como dientes.

Estos hallazgos sugieren que ambos tipos de dentículos son capaces de responder a las mismas señales que controlan el desarrollo del otro y están hechos por el mismo sistema de desarrollo, no por sistemas separados como se pensaba anteriormente.

"Además de arrojar luz sobre la evolución temprana de nuestros propios dientes, nuestros resultados apuntan a una relación evolutiva de desarrollo no reconocida previamente entre los dientes y los dentículos dérmicos", dice el autor principal Per Ahlberg, Ph.D., profesor del Departamento de Organismal Biología, Universidad de Uppsala. "Esto tiene potenciales implicaciones para comprender la señalización que ocurre durante el desarrollo y podría inspirar nuevas líneas de investigación del desarrollo en otros organismos".

La investigación se publicó en eLife: The developmental relationship between teeth and dermal odontodes in the most primitive bony fish Lophosteus

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