Nowa teoria ewolucji szczęk i zębów
Ostatnie odkrycia naukowe sprawiły, że badacze na nowo przyjrzeli się ewolucji szczęk i zębów. Przypominające zęby struktury znalezione w łukach skrzelowych prymitywnych bezżuchwowców sugerują, że zęby pojawiły się przed szczękami, zaś pierwsze żuchwowce w ogóle nie miały zębów. Dowodzi to, że zęby i szczęki nie ewoluowały jednocześnie, co stoi w sprzeczności z przyjętymi dotąd teoriami. W ramach projektu TOOTHJAW (Evolution of jaws and teeth - new insights into key innovations and the origin of Gnathostomes) przeanalizowano dane ze skamieniałości z wykorzystaniem najnowocześniejszych technologii obrazowania 3D celem lepszego poznania mechanizmów ewolucji żuchwowców. Żyjące obecnie żuchwowce dzielą się na dwie duże grupy: ryby chrzęstnoszkieletowe (rekiny, płaszczki) i organizmy kostnoszkieletowe (kręgowce ze szczęką kostną). Te dwie fundamentalne grupy rozdzieliły się ponad 400 lat temu i nie są reprezentatywne dla wczesnych organizmów kostnoszkieletowych. Dostępne obecnie informacje zgromadzono, badając tylko dwóch przedstawicieli tych grup – dania pręgowanego i myszy – przy czym oba te gatunki stanowią laboratoryjne organizmy modelowe. Na pytania dotyczące ewolucji szczęk i zębów u kręgowców najlepiej odpowiadać, korzystając z interdyscyplinarnego podejścia opartego na analizie skamieniałości i najwcześniejszych żyjących przedstawicieli organizmów kostnoszkieletowych. Z tego powodu przeprowadzono badanie porównawcze istniejących gatunków: dania pręgowanego (Danio rerio) oraz wielopłetwca senegalskiego (Polypterus senegalus). Wykorzystując tomografię z synchrotronowym źródłem promieniowania rentgenowskiego, naukowcy opracowali mikroskopowe modele odzwierciedlające stadia embrionalne i larwalne, w których rozwijają się zęby. Wielopłetwiec senegalski to pierwotny gatunek zajmujący unikalne miejsce w podstawie kladu ryb promieniopłetwych (kostnopromienistych) i posiadający wiele cech odziedziczonych po przodkach, jak łuski czy czaszka skórna. Naukowcy porównali dane 3D ze skamieniałości z zębami, skalą ciała i kośćmi czaszki wielopłetwca senegalskiego. Uzyskane w projekcie TOOTHJAW wyniki zostały następnie wykorzystane do oceny klasycznych teorii ewolucji zębów oraz powstania szkieletu skórnego. Udowodniono, że rozwój łusek i czaszki skórnej jest całkowicie niezależny od obecności tkanki, z której powstają zęby, co przeczy założeniom wysnutym na podstawie powszechnie przyjętych teorii. Odkrycie to z pewnością przyczyni się do lepszego zrozumienia naszej własnej ewolucji.
Słowa kluczowe
Żuchwowce, TOOTHJAW, ryby kostnoszkieletowe, wielopłetwiec senegalski, czaszka skórna
