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Rovesciata la teoria dell’evoluzione di mandibole e denti

La comparsa di vertebrati dotati di mandibole (gnatostomi) fu un momento fondamentale nella storia dei vertebrati, e ha permesso agli gnatostomi di prevalere sui loro rivali privi di mandibole. Scienziati finanziati dall’UE hanno analizzato dei reperti fossili per scoprire in che modo si sono evoluti per la prima volta gli organismi dotati di mandibole e denti.
Rovesciata la teoria dell’evoluzione di mandibole e denti
Recenti scoperte hanno portato gli scienziati a ripensare l’evoluzione di denti e mandibole. Le strutture simili a denti trovate sugli archi branchiali di un vertebrato primitivo privo di mandibola, indicano che i denti si siano evoluti prima delle mandibole e che i primi vertebrati dotati di mandibola fossero sdentati. Queste scoperte hanno mostrato che denti e mandibole non si sono evoluti assieme, confutando così le precedenti teorie.

Il progetto TOOTHJAW (Evolution of jaws and teeth - new insights into key innovations and the origin of Gnathostomes) ha usato delle tecniche di imaging 3D all’avanguardia per analizzare dei reperti fossili e capire come si sono evoluti i vertebrati dotati di mandibola.

I due principali gruppi viventi di gnatostomi sono i condritti (squali, razze) e gli osteitti (vertebrati ossei dotati di mandibola). Questi due ceppi fondamentali si sono differenziati oltre 400 milioni di anni fa e non sono rappresentativi dei primi pesci ossei. Le attuali informazioni si basano soltanto su due membri di questo gruppo, ossia pesce zebra e topi, che sono entrambi degli organismi modello da laboratorio.

La questione relativa a come si sono evoluti denti e mandibole dei vertebrati è stata risolta al meglio usando un approccio multidisciplinare basato su fossili e sui primi esempi viventi in assoluto dell’evoluzione dei pesci ossei. I confronti con specie esistenti sono stai quindi effettuati usando il pesce zebra (Danio rerio) e il bichir del Senegal (Polypterus senegalus). I ricercatori hanno ottenuto dei modelli microscopici mediante tomografia a raggi X emessi da sincrotrone che rappresentano le fasi embrionali e larvali delle due specie, che includono lo sviluppo dei denti.

Il P. senegalus è un’antica specie che occupa un posto unico alla base del clade degli attinopterigi (pesci con pinne sostenute da raggi) e conserva molte caratteristiche ancestrali come le squame sul corpo e il dermatocranio (tetto cranico). Pertanto, i ricercatori hanno confrontato i dati 3D ottenuti da campioni fossili con denti, squame del corpo e ossa del cranio dermico nel P. senegalus.

I dati di TOOTHJAW sono stati utilizzati per valutare le teorie classiche dell’evoluzione dei denti oltre alla formazione dello scheletro dermico. I risultati hanno mostrato che lo sviluppo delle squame del corpo e del dermatocranio non era controllato dal tessuto responsabile della formazione dei denti, e questo contrasta con le ipotesi delle teorie tradizionali. Queste scoperte contribuiranno in definitiva alla comprensione della nostra stessa evoluzione.

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Keywords

Gnatostomi, TOOTHJAW, pesci ossei, Polypterus senegalus, dermatocranio