Сегодня некоторые виды сомов покрыты костными пластинами, ощетинившимися тонкими зубами, как некоторые вымершие линии позвоночных. Эти зубы, которые регулярно выпадают, а затем вырастают снова, используются для защиты, а у самцов также для соблазнения самок. Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, хотели понять, как эти зубы, способные к регенерации, могут развиваться вне полости рта. Они обнаружили, что внеротовые зубы всегда растут на кости, независимо от ее типа, даже при отсутствии костной пластинки. Это предполагает роль кости в индукции зубной ткани. Эти результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the Royal Society, помогают выяснить механизмы, обеспечивающие формирование и регенерацию зубов у всех позвоночных, в том числе у человека.
Появление зубов у ранних челюстных позвоночных позволило появиться сверххищникам, способным кусать, хватать и измельчать свою добычу. У большинства современных позвоночных зубы развиваются только во рту. «Есть, однако, редкие исключения, животные, у которых также есть зубы на теле, как это наблюдается у некоторых ископаемых видов. Это случай так называемых зубчатых сомов, которые «заново изобрели» зубной ряд тела в ходе эволюции», - объясняет Хуан. Монтойя-Бургос, руководитель группы кафедры генетики и эволюции факультета естественных наук UNIGE.
Исследуйте гены, чтобы вернуться в прошлое
У зубчатого сома нет чешуи. Многие виды обладают панцирем из костных пластинок, покрытых тонкими зубами, включая пульпу, эмаль и дентин. Эти зубы, способные к регенерации, играют роль в защите от хищников, во взаимоотношениях между особями и даже могут удлиняться у самцов в течение репродуктивного сезона.«Мы попытались выяснить, как эти внеротовые зубы, называемые одонтодами, вновь появились в ходе эволюции и как они развиваются», - добавляет Карлос Ривера-Ривера, член женевской группы и первый автор исследования.
Исследователи реконструировали эволюционную историю сомов, сравнив определенные гены различных зубчатых семейств с генами других семейств, не имеющих зубовидных зубов, и, таким образом, смогли вернуться в прошлое. «Одонтоды появились около 120 миллионов лет назад в линии зубчатых сомов, задолго до появления костных пластинок. Таким образом, последние не являются необходимым условием для активации развития зубов, присутствующих на теле», - говорит Хуан Монтойя-Бургос.
Зубастые плавники
Именно путем анализа различных расположений зубовидных отростков ученые обнаружили следующую предпосылку: «У видов без костных пластин эти зубы всегда развиваются на костной структуре любого типа, например на окостеневшем плавниковый луч. Таким образом, кость, вероятно, играет ключевую роль в индукции зубной ткани», - отмечает Карлос Ривера-Ривера. зуба, чтобы позволить последнему развиваться, а затем регенерировать. Также станет возможным идентифицировать гены, связанные с развитием зубов, сравнивая экспрессию генов у зубчатых и незубчатых видов. Понимание процессов, связанных с развитием и регенерацией зубов у наших предков и двоюродных братьев - это первый шаг к раскрытию механизмов, как стимулирующих, так и тормозящих, действующих у всех позвоночных.