Tecnología avanzada arroja nueva luz sobre la evolución de los dientes

   MADRID, 10 Jul. (EUROPA PRESS) -

   La evolución de nuestros dientes comenzó entre los antiguos peces blindados hace más de 400 millones de años. Ahora, un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de Uppsala, en Suecia, presenta hallazgos innovadores sobre estos primeros vertebrados con mandíbula en la revista 'Science'. Utilizando potentes imágenes de rayos X, muestran que los fósiles únicos encontrados cerca de Praga (República Checa) contienen dientes de aspecto sorprendentemente moderno.

   Los dientes están hechos de dentina, un tejido que en los humanos solo se encuentra en los dientes. Sin embargo, en los tiburones toda la superficie del cuerpo está cubierta de escamas dentales hechas de dentina. Los fósiles muestran que estructuras similares de dentina estaban presentes en la superficie del cuerpo incluso antes de que las mandíbulas evolucionaran.

   Los dientes de todos los vertebrados con mandíbula vivos muestran algunos patrones consistentes: por ejemplo, los dientes nuevos generalmente se desarrollan en el lado interno de los viejos y luego se mueven hacia afuera para reemplazarlos. En los humanos, este patrón se ha modificado para que se desarrollen nuevos dientes debajo de los viejos, dentro del hueso de la mandíbula.

   Sin embargo, en otros aspectos, los peces óseos y los animales terrestres difieren de los tiburones. Los tiburones no tienen huesos, solo cartílago, y tanto las escamas de dentina como los dientes verdaderos de la boca están unidos a la piel.

   En los peces óseos y los animales terrestres, los dientes siempre están unidos a los huesos de la mandíbula, y si las estructuras de dentina están presentes en la superficie externa del cuerpo, están unidas a los huesos del cráneo y las escamas.

   Además, mientras que los dientes de tiburón se desprenden desprendiéndose de la piel, los peces óseos y los animales terrestres se desprenden disolviendo las bases de los dientes. Esta diversidad plantea preguntas como si están relacionadas las estructuras dentinarias de la piel y los verdaderos dientes de la boca, cómo eran los primeros dientes, si estaban unidos a los huesos de la mandíbula o si se caían y de dónde salían los nuevos.

   Para responder a estas preguntas, el equipo de investigadores de Suecia, la República Checa, Francia y Reino Unido recurrió a los acantotorácidos, un grupo temprano de peces estrechamente relacionado con los primeros vertebrados con mandíbula.

   El problema con los acantotorácidos es que sus fósiles son raros y siempre incompletos. Los más finos provienen de la cuenca de Praga en la República Checa, de rocas que tienen poco más de 400 millones de años y fueron recolectadas a fines del siglo pasado. Han resultado difíciles de estudiar mediante técnicas convencionales porque los huesos no pueden liberarse de la roca circundante y, por lo tanto, nunca se han investigado en detalle.

   Una nueva técnica de imagen, la microtomografía de sincrotrón, ahora está revolucionando el estudio de fósiles tan preciosos y difíciles. Utilizando los rayos X intensamente brillantes y similares a un láser emitidos por electrones acelerados a cerca de la velocidad de la luz, esta técnica permite a los investigadores visualizar la estructura interna de los fósiles en tres dimensiones sin dañarlos. La instalación más importante del mundo para este tipo de imágenes es la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF), en Grenoble, Francia.

   "Nuestro equipo decidió trabajar con ESRF para aplicar esta técnica a las cabezas acantotorácidas de la cuenca de Praga, sabiendo que era la única forma de revelar su anatomía compleja", dice Valéria Vaskaninová, autora principal del estudio. "Los resultados fueron realmente notables, incluidas las dentaduras bien conservadas que nadie esperaba estar allí".

   Los escaneos de seguimiento a mayor resolución permitieron a los investigadores visualizar el patrón de crecimiento e incluso los espacios celulares perfectamente conservados dentro de la dentina de estos dientes antiguos.

   Las dentaduras acantotócicas están unidas a los huesos de la mandíbula, lo que indica que los peces óseos y los animales terrestres conservan la condición ancestral a este respecto, mientras que los tiburones están especializados en tener dientes que solo se adhieren a la piel, en contraste con la percepción común de que los tiburones son vertebrados primitivos vivos. Sin embargo, los acantotorácidos no mudaron sus dientes. Esto sugiere que los diferentes estilos de desprendimiento de dientes evolucionaron independientemente de un antepasado sin desprendimiento.

   Al igual que los tiburones, los peces óseos y los animales terrestres, los acantotorácidos solo agregaron dientes nuevos en el interior; Los dientes más viejos estaban ubicados justo en el margen de la mandíbula dentro de los labios. Esto contrasta con otro grupo de peces primitivos, los artrodires, en los que también se podían agregar dientes nuevos en el exterior.

   Los huesos dentarios de los acantotoracidos también llevan pequeños elementos dentinarios de la piel en su superficie exterior, una característica que comparten los primitivos peces óseos, pero no los artrodiros. Esto demuestra que los huesos maxilares de los acantotoracidos estaban situados justo en el borde de la boca, como los de los peces óseos, mientras que los huesos maxilares de los artrodires se encontraban más adentro.

   Un acantotoracido (Kosoraspis) muestra una transición gradual de estos elementos de la dentina a los dientes vecinos, mientras que otro (Radotina) tiene dientes casi idénticos a los elementos de la dentina de la piel en forma. Esto sugiere que los dientes sólo recientemente han evolucionado a partir de los elementos de dentina en la piel.

   "Estos hallazgos cambian toda nuestra comprensión del origen de los dientes --destaca el coautor Per Ahlberg--. Aunque los acantotoracidos están entre los más primitivos de todos los vertebrados de la mandíbula, sus dientes son en algunos aspectos mucho más parecidos a los modernos que las dentaduras artrodire. Sus mandíbulas se parecen a las de los peces óseos y parecen ser directamente ancestrales a las nuestras".