Escamas de peixes antigas e dentes de vertebrados compartilham uma origem embrionária
p Uma imagem de alta ampliação da pele de um tubarão, mostrando uma ampla cobertura de dentículos dérmicos. Crédito:Andrew Gillis, Gillis Lab
p Em biologia, um antigo debate tem dentes:se escamas de peixes antigas se moviam para a boca com a origem das mandíbulas, ou se o dente teve seu próprio início evolutivo. p Estudos recentes em espécies como o peixe-zebra mostraram escamas e dentes se desenvolvendo a partir de grupos distintos de células em embriões de peixes, derramar água fria nas teorias de 'dentes de escamas'.
p Contudo, enquanto a maioria dos peixes do mar tem ossos, uma linhagem antiga - tubarões, patins e raios - possuem esqueletos feitos inteiramente de cartilagem.
p Esses peixes cartilaginosos retêm algumas características primitivas que foram perdidas em suas contrapartes ósseas, incluindo pequenas escamas pontiagudas incrustadas em sua pele, chamadas de "dentículos dérmicos", que apresentam uma notável semelhança com dentes irregulares.
p Agora, pesquisadores da Universidade de Cambridge usaram marcadores fluorescentes para rastrear o desenvolvimento celular no embrião de um peixe cartilaginoso - uma pequena raia neste caso - e descobriram que essas escamas espinhosas são na verdade criadas a partir do mesmo tipo de células dos dentes:a crista neural células.
p As evidências, publicado no jornal
PNAS , apoiar a teoria de que, nas profundezas da evolução inicial, essas escamas de "dentículo" foram transportadas para as bocas emergentes de vertebrados com mandíbulas para formar os dentes. Vertebrados com mandíbulas agora constituem 99% de todos os vertebrados vivos, de peixes a mamíferos.
p Imagem de uma linha denteada, dentículos semelhantes a dentes que percorrem todo o comprimento do tronco e da cauda do patim. Os dentículos são órgãos semelhantes a dentes dispostos em uma linha acima da coluna vertebral. Crédito:Andrew Gillis, Gillis Lab
p "As escamas da maioria dos peixes que vivem hoje são muito diferentes das escamas antigas dos primeiros vertebrados, "diz o autor do estudo, Dr. Andrew Gillis, do Departamento de Zoologia e do Laboratório de Biologia Marinha em Woods Hole, de Cambridge.
p "Escamas primitivas eram muito mais parecidas com dentes na estrutura, mas foram retidos em apenas algumas linhagens vivas, incluindo peixes cartilaginosos como patins e tubarões.
p "Afague um tubarão e você descobrirá que ele é mais áspero do que os outros peixes, já que a pele do tubarão é inteiramente coberta por dentículos dérmicos. Há evidências de que a pele de tubarão foi realmente usada como lixa já na Idade do Bronze, "diz Gillis.
p "Ao rotular os diferentes tipos de células nos embriões de skate, fomos capazes de rastrear seus destinos. Nós mostramos isso, ao contrário da maioria dos peixes, as escamas denticulares de tubarões e raia se desenvolvem a partir de células da crista neural, apenas como dentes.
p "As células da crista neural são centrais para o processo de desenvolvimento dentário em mamíferos. Nossas descobertas sugerem uma relação evolutiva profunda entre essas escamas de peixes primitivas e os dentes dos vertebrados.
p "Os primeiros vertebrados sem mandíbula alimentavam-se do filtro - sugando pequenos itens de presas da água. Foi o advento das mandíbulas e dos dentes que permitiu aos vertebrados começar a processar presas maiores e mais complexas."
p Uma imagem de um único dentículo dérmico (escama semelhante a um dente) de um filhote de raia. O dentículo mineralizado está manchado de vermelho, e a cartilagem subjacente é tingida de azul. Crédito:Andrew Gillis, Gillis Lab
p O próprio nome dessas escalas, dentículos dérmicos, alude ao fato de serem formados por dentina:um tecido duro calcificado que constitui a maior parte de um dente, sentado sob o esmalte.
p Os dentículos dérmicos denteados em tubarões e patins - e, Bem possível, dentes de vertebrados - são remanescentes do esqueleto mineralizado mais antigo dos vertebrados:blindagem superficial.
p Esta armadura teria talvez atingido o pico cerca de 400 milhões de anos atrás nas espécies de vertebrados sem mandíbula extintas, como proteção contra a predação por ferozes escorpiões marinhos, ou mesmo seus primeiros parentes queixo.
p Os cientistas de Cambridge levantaram a hipótese de que essas primeiras placas de blindagem tinham várias camadas:consistindo em uma base de osso e uma camada externa de dentina - com as diferentes camadas derivando de diferentes tipos de células em embriões por nascer.
p Essas camadas foram então retidas de várias maneiras, reduzida ou perdida em diferentes linhagens de vertebrados ao longo da evolução. "Este antigo esqueleto dérmico sofreu consideráveis reduções e modificações ao longo do tempo, "diz Gillis.
p "Os tubarões e os patins perderam a camada óssea inferior, enquanto a maioria dos peixes perdeu a camada externa de dentina semelhante a um dente. Algumas espécies, como o bichir, um peixe popular em aquários domésticos, mantiveram aspectos de ambas as camadas deste antigo esqueleto externo. "