Dos nuevos estudios sobre el origen evolutivo de los dientes y las vértebras iluminan aún más la conexión humana con los organismos marinos que se remonta a millones de años. Ambos estudios en el pequeño patín Leucoraja erinacea son publicados esta semana por J. Andrew Gillis y Katharine Criswell, de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, quienes realizan investigaciones como Científicos del Centro Whitman en el Laboratorio de Biología Marina MBL, Woods Hole.
En el primer papel en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , Gillis y Criswell confirman la suposición de larga data de que los dientes y las escamas de tiburones y patines tienen un origen evolutivo común. Además, sus hallazgos sugieren que los peces antiguos tenían múltiples capas de armadura externa que evolucionaron en los diferentes tipos de escamas que vemoshoy.
El segundo papel, en Actas de la Royal Society B , se estrecha en la formación de la columna vertebral en un ancestro común entre todos los vertebrados con mandíbula.
¿De dónde sacaste esos dientes?
Las escamas de pescado y los dientes son similares en estructura, material y expresión genética. Las similitudes son tan fuertes que los investigadores han asumido durante mucho tiempo que ambas deben estar relacionadas. Pero la investigación realizada por otros ha demostrado que las escamas de pez cebra están más relacionadas con el sistema musculoesquelético, más bienque los tejidos que forman los dientes. Sin embargo, Gillis pensó que la pregunta necesitaba más consideración.
"Las escamas de los tiburones y los patines son muy diferentes de las escamas del pez cebra [y otros] tipos de peces óseos", dijo. "Nos preguntamos si podrían ser de un tipo diferente de escamas y tener un origen embrionario diferente másestrechamente relacionado con los dientes "
Los dientes se forman a partir de un grupo especial de células ubicadas en la parte superior o "cresta" del tubo neural, el tejido embrionario que finalmente se convierte en el cerebro y la médula espinal. Gillis planteó la hipótesis de que estas células de la cresta neural también formaron escamas detiburones y patines
En el MBL, el equipo inyectó el tubo neural de los patines embrionarios con un tinte fluorescente que se adhirió a las células de la cresta neural. Ese tinte se quedó en las células mientras se dividían y se movían del tubo neural para formar diferentes partes del cuerpo del patín.Las células que se convirtieron en escamas estaban marcadas por un tinte fluorescente, lo que indica que provenían de las células de la cresta neural.
La investigación del laboratorio Gillis, junto con el hallazgo anterior de que las escamas en algunos peces óseos están más relacionadas con el sistema musculoesquelético que con los dientes, pinta una imagen interesante de la evolución de las escamas.
"Los vertebrados con mandíbula ancestral ... tenían una gran armadura ósea en el exterior de sus cuerpos compuesta del mismo tipo de material del que están hechos los dientes, llamada dentina", dijo Gillis. Debajo de esa armadura de dentina había otra capa más delgada.Sugiere que se perdieron diferentes capas de esta armadura en diferentes peces, con la capa de dentina convirtiéndose en escamas de tiburones y patines y la capa ósea convirtiéndose en escamas de animales como el pez cebra.
Espera explorar más esta idea en bichirs, un grupo de peces que retuvo ambas capas. "Simplemente demuestra que no todas las escamas son iguales", dijo.
Creciendo una columna vertebral
En el segundo artículo, Criswell y Gillis se centraron en la evolución del tejido vertebral.
"La columna vertebral proporciona protección a la médula espinal y soporte para las extremidades y la cabeza. Pero a pesar de este importante papel, la forma y construcción de la columna vertebral varía considerablemente entre los diferentes animales", dijo Criswell. "Esta variación nos hizo preguntarnos cómolos primeros vertebrados construyeron su columna vertebral "
En todos los vertebrados terrestres incluidos los humanos, las espinas se forman a partir de un solo grupo de células llamadas somitas. Sin embargo, los peces con aletas radiadas forman su columna vertebral a partir de ambos somitas y una población celular separada llamada cordoblastos. Criswell y Gillis decidieron estudiar la columna vertebraldesarrollo en patines, que son peces cartilaginosos, un pariente lejano de los vertebrados terrestres y los peces con aletas radiadas.
Trabajando en el Laboratorio de Biología Marina, Criswell usó el rastreo de células fluorescentes para determinar que los patines forman sus espinas solo de somitas. Dado que dos de los tres grupos relacionados usan solo somitas en el desarrollo vertebral, Criswell concluyó que el antepasado común de todos los vertebrados con mandíbula teníauna columna vertebral derivada de somitas. Los peces con aletas radiadas desarrollaron más tarde un método de formación espinal ligeramente diferente.
"Es interesante pensar que el desarrollo de la columna vertebral en tiburones y patines es más similar a los humanos que a los peces óseos como el pez cebra y el salmón. Refuta la vieja noción de tiburones y patines como peces 'primitivos'", dijo Criswell."Como encontramos aquí, esos procesos de desarrollo todavía se utilizan para construir los esqueletos de muchos grupos de vertebrados, incluidos los humanos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de biología marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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