La evolución de nuestros dientes comenzó entre los antiguos
peces blindados hace más de 400 millones de años. Ahora, un equipo
internacional dirigido por investigadores de la Universidad de Uppsala, en
Suecia, presenta hallazgos innovadores sobre estos primeros vertebrados con
mandíbula en la revista 'Science'. Utilizando potentes imágenes de rayos X,
muestran que los fósiles únicos encontrados cerca de Praga (República Checa)
contienen dientes de aspecto sorprendentemente moderno.
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Cráneo fósil de Radotina en vista frontal (izquierda), vista
lateral izquierda
(derecha, arriba) y vista lateral derecha (derecha, abajo) -
VÍT LUKÁ / MUSEO NACIONAL DE PRAGA – Archivo
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Los dientes están hechos de dentina, un tejido que en los
humanos solo se encuentra en los dientes. Sin embargo, en los tiburones toda la
superficie del cuerpo está cubierta de escamas dentales hechas de dentina. Los
fósiles muestran que estructuras similares de dentina estaban presentes en la
superficie del cuerpo incluso antes de que las mandíbulas evolucionaran.
Los dientes de todos los vertebrados con mandíbula vivos
muestran algunos patrones consistentes: por ejemplo, los dientes nuevos
generalmente se desarrollan en el lado interno de los viejos y luego se mueven
hacia afuera para reemplazarlos. En los humanos, este patrón se ha modificado
para que se desarrollen nuevos dientes debajo de los viejos, dentro del hueso
de la mandíbula.
Sin embargo, en otros aspectos, los peces óseos y los
animales terrestres difieren de los tiburones. Los tiburones no tienen huesos,
solo cartílago, y tanto las escamas de dentina como los dientes verdaderos de
la boca están unidos a la piel.
En los peces óseos y los animales terrestres, los dientes
siempre están unidos a los huesos de la mandíbula, y si las estructuras de
dentina están presentes en la superficie externa del cuerpo, están unidas a los
huesos del cráneo y las escamas.
Además, mientras que los dientes de tiburón se desprenden
desprendiéndose de la piel, los peces óseos y los animales terrestres se
desprenden disolviendo las bases de los dientes. Esta diversidad plantea
preguntas como si están relacionadas las estructuras dentinarias de la piel y
los verdaderos dientes de la boca, cómo eran los primeros dientes, si estaban
unidos a los huesos de la mandíbula o si se caían y de dónde salían los nuevos.
Para responder a estas preguntas, el equipo de
investigadores de Suecia, la República Checa, Francia y Reino Unido recurrió a
los acantotorácidos, un grupo temprano de peces estrechamente relacionado con
los primeros vertebrados con mandíbula.
El problema con los acantotorácidos es que sus fósiles son
raros y siempre incompletos. Los más finos provienen de la cuenca de Praga en
la República Checa, de rocas que tienen poco más de 400 millones de años y
fueron recolectadas a fines del siglo pasado. Han resultado difíciles de
estudiar mediante técnicas convencionales porque los huesos no pueden liberarse
de la roca circundante y, por lo tanto, nunca se han investigado en detalle.
Una nueva técnica de imagen, la microtomografía de
sincrotrón, ahora está revolucionando el estudio de fósiles tan preciosos y
difíciles. Utilizando los rayos X intensamente brillantes y similares a un
láser emitidos por electrones acelerados a cerca de la velocidad de la luz,
esta técnica permite a los investigadores visualizar la estructura interna de
los fósiles en tres dimensiones sin dañarlos. La instalación más importante del
mundo para este tipo de imágenes es la Instalación Europea de Radiación
Sincrotón (ESRF), en Grenoble, Francia.
"Nuestro equipo decidió trabajar con ESRF para aplicar
esta técnica a las cabezas acantotorácidas de la cuenca de Praga, sabiendo que
era la única forma de revelar su anatomía compleja", dice Valéria
Vaskaninová, autora principal del estudio. "Los resultados fueron
realmente notables, incluidas las dentaduras bien conservadas que nadie
esperaba estar allí".
Los escaneos de seguimiento a mayor resolución permitieron a
los investigadores visualizar el patrón de crecimiento e incluso los espacios
celulares perfectamente conservados dentro de la dentina de estos dientes
antiguos.
Las dentaduras acantotócicas están unidas a los huesos de la
mandíbula, lo que indica que los peces óseos y los animales terrestres
conservan la condición ancestral a este respecto, mientras que los tiburones
están especializados en tener dientes que solo se adhieren a la piel, en
contraste con la percepción común de que los tiburones son vertebrados
primitivos vivos. Sin embargo, los acantotorácidos no mudaron sus dientes. Esto
sugiere que los diferentes estilos de desprendimiento de dientes evolucionaron
independientemente de un antepasado sin desprendimiento.
Al igual que los tiburones, los peces óseos y los animales
terrestres, los acantotorácidos solo agregaron dientes nuevos en el interior;
Los dientes más viejos estaban ubicados justo en el margen de la mandíbula
dentro de los labios. Esto contrasta con otro grupo de peces primitivos, los
artrodires, en los que también se podían agregar dientes nuevos en el exterior.
Los huesos dentarios de los acantotoracidos también llevan
pequeños elementos dentinarios de la piel en su superficie exterior, una
característica que comparten los primitivos peces óseos, pero no los
artrodiros. Esto demuestra que los huesos maxilares de los acantotoracidos
estaban situados justo en el borde de la boca, como los de los peces óseos,
mientras que los huesos maxilares de los artrodires se encontraban más adentro.
Un acantotoracido (Kosoraspis) muestra una transición
gradual de estos elementos de la dentina a los dientes vecinos, mientras que
otro (Radotina) tiene dientes casi idénticos a los elementos de la dentina de
la piel en forma. Esto sugiere que los dientes sólo recientemente han
evolucionado a partir de los elementos de dentina en la piel.
"Estos hallazgos cambian toda nuestra comprensión del
origen de los dientes --destaca el coautor Per Ahlberg--. Aunque los
acantotoracidos están entre los más primitivos de todos los vertebrados de la
mandíbula, sus dientes son en algunos aspectos mucho más parecidos a los
modernos que las dentaduras artrodire. Sus mandíbulas se parecen a las de los
peces óseos y parecen ser directamente ancestrales a las nuestras".
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