Zęby i szczęki pielęgnic

Kategoria Akwarium

Zęby i szczęki pielęgnic: akwastomatologia

Zęby są ewolucyjnie starożytną strukturą. Chociaż często myślimy, że zęby są nierozerwalnie związane ze szczękami, najpierw rozwijają się one w gardle około 500 ryb bez szczęk.000.000 lat temu. Choć może to zabrzmieć dziwnie, zęby wyrosły przed szczękami. Podobnie jak włosy i pióra, można badać zęby jako wzorzyste, powtarzające się struktury, które są nieustannie wymieniane przez całe życie.
Nie dotyczy to oczywiście ssaków, ale dotyczy to pielęgnic. Niektóre pielęgnice mają około 3000 zębów. Każdy konkretny ząb zmienia się co 50-100 dni. Wynika to z niszy komórek macierzystych związanej z każdym zębem. Niestety, u ssaków utracono zdolność do zmiany zębów podczas życia.
Mechanizmy powstawania zębów w gardle nie są znane, ale to ewolucyjne zjawisko można zaobserwować w przyrodzie. Niektóre niższe kręgowce, takie jak danio pręgowany, mają zęby tylko w gardle. Ssaki, takie jak myszy i ludzie, mają tylko zęby w ustach.

Pielęgnice mają zęby zarówno w gardle, jak iw jamie ustnej. Ta unikalna ewolucyjna cecha pozwala nam zadać pytanie, które jest punktem wyjścia niniejszego opracowania (PLoS Biology - czasopismo, organizacja odbiorców National Institute for Dental and Maxillofacial Research (NIDCR)). Czy liczba zębów w gardle i jamie ustnej jest regulowana w równym stopniu??

Rysunek przedstawia szczękę Pseudotropheus elongatus; Rysunek przedstawia zęby gardła

Pielęgnice z Malawi mają oba zęby gardłowe,
i zęby w jamie ustnej

To pytanie wydaje się niezwykle interesujące i intrygujące. Dwie szczęki są nie tylko funkcjonalnie oddzielne i niepowiązane ewolucyjnie, ale rozwijające się na nich zęby mają zupełnie innych przodków. Zęby powstają w wyniku interakcji dwóch warstw komórek – nabłonka i mezenchymu. Zęby gardła prawdopodobnie wykorzystują endodermę jako warstwę nabłonkową, a zęby jamy ustnej dokładnie wykorzystują endodermę. Jeżeli liczba zębów gardłowych była regulowana, czyli kontrolowana jak zęby jamy ustnej, może to wskazywać, że zęby zostały stworzone w jeden sposób, niezależnie od tego, ile ich jest i gdzie się rozwijają.
W tym badaniu, ku zaskoczeniu badaczy, stwierdzono, że liczba zębów w obu szczękach była podobnie regulowana. Szczęki jamy ustnej i gardła funkcjonowały zgodnie z ogólnymi warunkami w stosunku do liczby zębów.
Jak się okazało, odkryto wspólne geny, które tworzą zębową sieć genów. Ta sieć jest wspólna dla większości uzębienia. Oprócz genów odkrytych w poprzednich badaniach znaleziono geny eda i edar. Zakłada się, że geny te biorą udział wyłącznie w tworzeniu tkanek endodermalnych. Jednak geny były zaangażowane w wyrzynanie zębów gardłowych, które wydają się być utworzone z endodermy. W ten sposób ujawniono rolę eda i edar w tkankach pochodzących z endodermy. Zauważono również, że przed szczękami, włosami, łuskami, piórami i innymi tkankami endodermy geny te zawsze działają w sieci dentystycznej głęboko w gardle.

Udało mi się opisać dwie rzeczy. Po pierwsze, genetyczna sieć przodków, która jest aktywna w starożytnej populacji zębów. Po drugie, i być może ważniejsze, opisany jest rdzeń sieci dentystycznej - zestaw genów przechowywanych we wszystkich zębach, które są nam znane u ryb, myszy i ludzi. Stąd, co jest bardzo interesujące, były obiekty, które nie tylko wpadły w sieć (jak geny eda i edar), ale także obiekty, które z niej wypadły. W szczególności weźmy geny pax9 i fgf8, które są niezbędnymi składnikami aparatu zębowego ssaków. Te geny albo nie są wyrażane we wszystkich, albo są wyrażane tylko w zębach jamy ustnej, ale w zębach gardłowych. Wskazuje to, że nie mają one znaczenia ewolucyjnego w tworzeniu zębów.
Praca w tym obszarze jest niezwykle ważna dla wyjaśnienia ewolucji zębów. Jeśli jesteś w stanie stworzyć zęby w hodowli lub w probówce, możesz uzyskać informacje o cząsteczkach niezbędnych do tego procesu. Nawet jeśli niektóre z tych genów mają znaczenie genetyczne dla zębów ssaków, w biologii ewolucyjnej mogą istnieć inne sposoby opisywania powstawania zębów.
W tej chwili wątpliwe jest, jak proponowany model może w praktyce pomóc w leczeniu stomatologicznym. Niezwykle interesujący jest związek między genotypem a fenotypem oraz to, w jaki sposób informacje genetyczne mogą być wykorzystywane do wykrywania chorób u ludzi. Wiele z obecnie proponowanych modeli, w tym modele myszy, danio pręgowanego, Drosophila, jest reprezentowanych przez linie jednorodne i wrodzone. Innymi słowy, wspierają łatwą ścieżkę genetyki. Ludzie mają heterogeniczne genomy i dlatego trudno jest wykryć konkretne genetyczne przyczyny choroby. Badania nad pielęgnicami i inne modele ewolucyjne porównują je w celu uzyskania lepszego obrazu genotypu i fenotypu. Modele te pokazują heterogeniczne genomy podobne do ludzkich, a obraz genetyczno-fenotypowy prawdopodobnie stanie się bardziej skomplikowany.

Protetyka i zastępowanie utraconych zębów analogami ceramicznymi są obecnie szeroko rozpowszechnione. Aby przejść na nowy poziom protetyki konieczne jest zrozumienie naturalnych zdolności regeneracyjnych zębów. To wydaje się być bardzo interesujące. Podstawowym modelem używanym w badaniu ludzkich zębów jest mysz i nie odnawia się wszystkich jej zębów.
Tak więc u myszy nisza komórek macierzystych jest powiązana z jej siekaczami. Jednak jej siekacze nie są zastępowane (z wyjątkiem kilku mutantów genetycznych). Odnawiają się poprzez stały wzrost. Siekacze myszy również nie przybierają skomplikowanych kształtów. Istnieje rozbieżność w przestrzeni i rozwoju między siekaczami a trzonowcami u myszy. Trzonowce przybierają złożony kształt, ale nie są odnawiane ani wymieniane. U ryb stwierdzono wymianę zębów, ich odnowę oraz zdolność do przyjmowania kompleksu form trójwymiarowych podczas rozwoju.
Rozwój, odnowa i kształtowanie zębów to procesy uwarunkowane genetycznie w organizmach takich jak pielęgnice. Wydaje się jednak, że w ewolucyjnym rozwoju kręgowców procesy te zaczęły się rozchodzić w czasie i przestrzeni. To, co obecnie obserwujemy u myszy, w szczególności trzonowce zmieniają kształt, ale nie są przywracane. Siekacze są odrestaurowane, ale nie zmieniają kształtu.

Tłumaczenie dostosowane,
po.animalukr.ru dzięki Natalia Polskaya
za dostarczony materiał