El origen en las celulas de la cresta neural de los dentículos dérmicos en un pez cartilaginoso

Un tema muy debatido en biología es si las antiguas escamas de peces se movieron a la boca dando origen a las mandíbulas, o si los dientes tuvieron su propio inicio evolutivo.

Detalle de la piel de un tiburón

Mientras que la mayoría de los peces en el mar tienen huesos, un antiguo linaje (tiburones, rayas y mantarrayas) posee esqueletos hechos completamente de cartílago. Estos peces cartilaginosos conservan algunas características primitivas que se han perdido en sus contrapartes óseas, incluidas pequeñas escamas puntiagudas incrustadas en su piel llamadas “dentículos dérmicos“, que tienen un parecido sorprendente con dientes irregulares.

Ahora, investigadores de la Universidad de Cambridge, han utilizado marcadores fluorescentes para rastrear el desarrollo celular en el embrión de un pez cartilaginoso, una pequeña mantarraya en este caso, y descubrieron que estas escamas espinosas se crean a partir del mismo tipo de células que los dientes: células de la cresta neural.

El 99% de los vertebrados vivos tiene mandíbula

Los hallazgos, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, respaldan la teoría de que, en las profundidades de la evolución temprana, estas escamas de “dentículos” fueron llevadas a las bocas emergentes de los vertebrados con mandíbula para formar dientes. Los vertebrados con mandíbula ahora constituyen el 99 por ciento de todos los vertebrados vivos, desde peces hasta mamíferos, incluyendo al ser humano.

Las escamas de la mayoría de los peces que viven hoy en día son muy diferentes de las antiguas escamas de los vertebrados tempranos (destaca en un comunicado el autor del estudio, el doctor Andrew Gillis, del Departamento de Zoología de Cambridge y del Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole). Las escamas primitivas tenían una estructura mucho más parecida a un diente, pero se han conservado en solo algunos linajes vivientes, incluido el de los peces cartilaginosos como las rayas y los tiburones“.

Según señala Gillis, “si se toca un tiburón, se siente más áspero que otros peces, ya que la piel de tiburón está cubierta completamente por dentículos dérmicos“. De hecho, Gillis precisa que existe evidencia de que la piel de tiburón ya se usaba como papel de lija en la Edad del Bronce. “Al etiquetar los diferentes tipos de células en los embriones de la raya, pudimos rastrear su destino (explica). Mostramos que, a diferencia de la mayoría de los peces, las escamas de los dientes de los tiburones y la raya se desarrollan a partir de células de la cresta neural, como los dientes“.

El investigador asegura que las células de la cresta neural son fundamentales para el proceso de desarrollo de los dientes en los mamíferos. “Nuestros hallazgos sugieren una profunda relación evolutiva entre estas escamas de peces primitivos y los dientes de los vertebrados. Los primeros vertebrados sin mandíbulas eran alimentadores de filtro: chupaban presas pequeñas del agua. Fue el advenimiento de las mandíbulas y los dientes lo que permitió a los vertebrados comenzar a procesar presas más grandes y más complejas“.

El propio nombre de estas escamas, dentículos dérmicos, alude al hecho de que están formados por dentina: un tejido duro y calcificado que compone la mayoría de un diente, ubicado debajo del esmalte. Los dentículos dérmicos dentados en los tiburones y en las rayas (y, muy posiblemente, en los vertebrados) son restos del primer esqueleto mineralizado de los vertebrados: coraza superficial.

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Esta armadura quizás habría alcanzado su punto máximo hace unos 400 millones de años en las especies de vertebrados sin mandíbulas ahora extintas, como protección contra la depredación por los escorpiones marinos feroces o, incluso, sus familiares de mandíbula temprana.

Los científicos de Cambridge plantean la hipótesis de que estas primeras placas de armadura tenían varias capas: consistían en una base de hueso y una capa externa de dentina, con diferentes capas derivadas de distintos tipos de células en embriones no nacidos. Posteriormente, estas capas fueron retenidas, reducidas o perdidas en diferentes linajes de vertebrados a lo largo de la evolución.

Este esqueleto dérmico antiguo ha sufrido reducciones y modificaciones considerables a través del tiempo (dice Gillis). Los tiburones y el patín han perdido la capa inferior ósea, mientras que la mayoría de los peces se han deshecho de la capa externa de dentina. Algunas especies, como el bichir, un pez popular en acuarios domésticos, han conservado aspectos de ambas capas de este esqueleto externo antiguo“.

Referencia: Trunk neural crest origin of dermal denticles in a cartilaginous fish. J. Andrew Gillis, Els C. Alsema, and Katharine E. Criswell.

Fuente: EuropaPress

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