La Universidad de California, los paleontólogos de Berkeley han identificado características distintivas de los dientes de primates que les permiten rastrear la evolución de nuestros antepasados de simios y monos, arrojando luz sobre un misterioso aumento en las especies de monos que ocurrió durante un período de cambio climático hace 8 millones de años.
Las características dentales heredadas también ayudarán a los investigadores a rastrear los genes que controlan el desarrollo dental, ayudando a los científicos a intentar regenerar en lugar de reemplazar los dientes.
Las características fueron descubiertas después del estudio detallado de las formas de los molares y premolares heredados por los babuinos en una colonia estudiada durante mucho tiempo en el Centro Nacional de Investigación de Primates del Suroeste en San Antonio, Texas. Una vez que quedó claro que las longitudes relativas de los molares ylos premolares son un rasgo heredado muy parecido al color de los ojos, los investigadores midieron estos rasgos en los dientes de otros primates, revisando colecciones de museos de todo el mundo.
Los datos de medición prueban que la característica se hereda de manera similar en todos los primates, incluidos los humanos, y varía entre las diferentes especies y géneros de manera que refleja las relaciones evolutivas trabajadas anteriormente al analizar huesos y comparar genes.
"Esto muestra que podemos usar el poder de la historia evolutiva para desbloquear lo que está sucediendo genéticamente en animales con los que no se puede experimentar, como los humanos", dijo la líder del estudio Leslea Hlusko, profesora asociada de biología integrativa de UC Berkeley"Encontramos dos rasgos heredados, pero identificar los rasgos es solo el primer paso. Ahora tenemos que descubrir cuáles son las secuencias del genoma que subyacen a estos rasgos, lo que nos permitirá descubrir qué causó estos cambios evolutivos en la dentición".
Hlusko y sus colegas de UC Berkeley, el ex becario posdoctoral Christopher Schmitt, ahora en la Universidad de Boston, y los estudiantes graduados Tesla Monson y Marianne Brasil, junto con Michael Mahaney del Valle del Río Grande de la Universidad de Texas en Brownsville, publicarán su análisisla próxima semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El ascenso de los monos y el declive de los simios
Cuando Hlusko y sus colegas observaron cómo los dos rasgos recientemente identificados cambiaron en los primates en los últimos 20 millones de años, notaron un cambio inusual en la forma de los dientes al mismo tiempo que los simios comenzaron a desaparecer y los monos a proliferar. Esto tuvo lugarHace aproximadamente 8 millones de años, en la época del Mioceno, cuando la Tierra comenzó a calentarse, el Mar Mediterráneo se secó y los espesos bosques de África se convirtieron en praderas y sabanas. Al mismo tiempo, numerosas especies de simios, que habían vivido en África y el sur de Europacomenzó a desaparecer, y los monos desarrollaron más linajes. Hoy en día hay 19 géneros de monos, mientras que los simios se han reducido a solo seis: humanos, chimpancés, bonobos, gorilas, organutanes y gibones.
"Si vuelves al Mioceno, era un mundo de simios esencialmente con muy pocos o muy pocos monos", dijo Hlusko. "Ahora es exactamente lo contrario: solo tenemos un puñado de simios y muchos monos."
El cambio en la dentición sugiere que los monos se hicieron cargo de un nicho que los simios ocupaban anteriormente, aunque queda por descubrir si ese era un nicho dietético o tenía más que ver con el ciclo de vida de los primates. La dentición puede evolucionar no solo porcambios en los tipos de alimentos que mastican los animales, pero también como resultado de cambios en cuándo y cómo entran en erupción durante el desarrollo.
"Los monos se mudaron a ese nicho de simios, en términos de un patrón dental, pero qué significa exactamente eso aún no lo sé", dijo Hlusko, miembro del Centro de Investigación de Evolución Humana de UC Berkeley. "Puede ser algo más complicadoque solo la dieta. Tal vez fue el tipo de alimento que comieron en diferentes etapas de sus vidas, o podría tener que ver con el momento de los principales eventos de la historia de vida que pueden influir en el momento de la erupción de los dientes, como cuando alcanzaron la madurez sexual"
Buscando rasgos heredados simples
El interés de Hlusko en la evolución de los huesos y dientes, y los genes que los controlan, surge de su interés en la paleontología y los orígenes humanos. Durante millones de años, nuestros ancestros humanos y primates dejaron un rastro de dientes que ella y otros paleontólogoshemos seguido pistas sobre nuestra historia evolutiva.
Desafortunadamente, lo que se sabe acerca de los 300 o más genes que controlan el desarrollo de los dientes proviene principalmente de estudios en ratones, y sus dientes son muy diferentes de los de los primates, de los que divergieron hace unos 70 millones de años.
"Los ratones son un buen modelo para comprender cómo se fabrican los dientes, pero no un buen modelo para comprender los detalles más finos de cómo evolucionaron los dientes", dijo. "Esto es importante desde la perspectiva de la odontología, porque las personas están realmente interesadas en regenerarsedientes para que no tengamos que tener dientes falsos implantados en nuestras mandíbulas. Sin embargo, para inducir el crecimiento de uno nuevo, sería realmente útil saber cómo crecen naturalmente para empezar ".
En su búsqueda de genes importantes en el desarrollo dental, Hlusko utiliza un enfoque genético cuantitativo clásico que aplica las reglas de la herencia, descubiertas hace 150 años en los estudios de Gregor Mendel de rasgos simples en guisantes, a rasgos no tan simples como los tamañosy formas de los dientes. Los genetistas clasifican rasgos como el tamaño y la forma de los dientes como "complejos" porque se ven afectados por las variaciones de ADN en muchos genes.
"Aunque biológicamente real, los efectos individuales de muchos de esos genes, o las variaciones dentro de ellos, son bastante pequeños", dijo Mahaney. "Uno de los objetivos de Hlusko es detectar e identificar algunos de estos genes con efectos importantes sobre la variación entamaño y forma de los dientes en general. Esos genes clave probablemente servirían como indicadores de vías biológicas importantes para el desarrollo dental normal y desordenado ".
Hace varios años, Hlusko usó miles de esqueletos de ratones de pedigrí en el Museo de Zoología de Vertebrados de la Universidad de Berkeley para mostrar que la parte frontal de la boca, los caninos e incisivos, está bajo un control genético totalmente separado de la parte posterior de la boca.los molares y premolares. Esto significa que, al adaptarse a los cambios en el entorno o la dieta, los dientes en la parte frontal de la boca pueden evolucionar independientemente de los dientes en la parte posterior, o viceversa.
Ahora, con la ayuda de 632 miembros de la colonia de babuinos, ha encontrado dos medidas de dientes en la parte posterior de la boca que parecen estar bajo el control de unos pocos genes. Uno es la relación entre las longitudes detercer molar y primer molar; el otro la relación de las longitudes del segundo molar al cuarto premolar.
"En lugar de pensar en cada diente como una unidad separada, encontramos que el tamaño relativo del primer molar en comparación con el último es un rasgo heredado, como el accesorio del lóbulo de la oreja. Lo mismo ocurre con el tamaño relativo del último premolar relativo allos molares ", dijo." Hemos convertido la dentición en rasgos simples, y a partir de eso, hemos aclarado un cambio importante en la diversidad en la evolución de los primates. El siguiente paso es mirar hacia el genoma y ver si podemos encontrar los genes que subyacenesta."
Basado en mediciones de dientes de 723 monos existentes del Viejo Mundo de África y Asia, muchos de ellos medidos por unos 50 estudiantes de pregrado o pregrado de UC Berkeley, descubrió que este grupo de monos también hereda los dos rasgos tan simples comocolor de los ojos. Cuando miró más allá, midiendo los dientes de 199 simios existentes, 56 monos fósiles del Viejo Mundo y 165 simios fósiles, el patrón persistió. En total, las especies que probó representaron 20 géneros y 37 especies de monos vivos y extintosy simios.
El análisis reveló que hace 20 millones de años, los simios variaban enormemente en estos rasgos dentales. Pero los monos comenzaron a desarrollar algunos de los mismos rasgos dentales que los simios, y reemplazaron a los simios que tenían rasgos similares. Solo un pequeño número de simios con rasgos dentales.a diferencia de los monos de hoy sobrevivieron, incluidos nuestros antepasados.
"Solo los simios con un rango específico de características dentales tuvieron una inyección, y uno de ellos fue nuestro antepasado", dijo. "Ese cambio fue un primer paso importante en la historia evolutiva de nuestro linaje, y sentó las bases para elevolución de pararse sobre dos piernas y vinculación de pareja. Y una vez que comience la vinculación de pareja, abre la puerta a todo tipo de cosas, como la infancia extendida y las interacciones sociales más complejas, todo el tipo de cosas que los humanos hacen hoy ".
Hlusko ha ampliado su estudio para observar una amplia gama de dientes de mamíferos, incluidos muchos lobos calamitosos de los pozos de alquitrán de La Brea en Los Ángeles, para ver si estos dos rasgos se heredan independientemente en todos los animales.
El trabajo fue apoyado por la National Science Foundation. La colonia de babuinos Hamadryas de Texas Papio hamadryas está financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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