science >> Wetenschap >  >> anders

Het eerste harde bewijs voor de outside-in theorie van de oorsprong van tanden

Synchrotron-scans van Lophosteus kaken. Krediet:Donglei Chen

Onderzoekers die een 400 miljoen jaar oude beenvis uit Estland bestuderen, geloven dat ze bewijs hebben gevonden voor de oorsprong van tanden. Door geavanceerde synchrotron-microtomografie te gebruiken op talrijke exemplaren die verschillende leeftijden vertegenwoordigen, hebben wetenschappers een zeldzame blik geworpen op de evolutie en vorming van tanden. Zoals hoofdauteur Donglei Chen uitlegt:"We kunnen zien hoe vissen één voor één tanden begonnen en vervingen, en hoe de bloedvaten van deze tanden werden gevormd, 400 miljoen jaar geleden. Het is alsof we door een ruimte-tijdportaal zijn gereisd naar een levend, microscopische wereld in de fossiele botten." Dit onderzoek zal worden gepresenteerd op de 77e jaarlijkse bijeenkomst van de Society of Vertebrate Paleontology in Calgary, Canada.

Tanden bestaan ​​uit een zachte pulp omgeven door dentine en bedekt met een gemineraliseerde substantie zoals glazuur. Sommige onderzoekers geloven dat tanden zijn geëvolueerd uit dermale schubben rond het mondgebied in primitieve vissen die odontodes worden genoemd. Maar zoals Donglei Chen stelt, "Om de oorsprong van tanden te begrijpen, mensen hebben de neiging om te zoeken naar dermale odontodes die op tanden lijken. Echter, zelfs als de extra-orale 'tanden' alle kenmerken hebben waarvan wordt aangenomen dat ze uniek zijn voor echte tanden, dit kan alleen een convergente evolutie vertegenwoordigen op basis van een flexibele ontwikkelingstoolkit die door alle dermale tanden wordt gedeeld."

Gebaseerd op hun werk van een van de vroegst bekende beenvissen, Lophosteus superbus , uit het laat-Siluur van Estland, Onderzoekers van de Universiteit van Uppsala zochten naar aanwijzingen over de oorsprong van tanden. Deze vis had veel schedelversieringen die vergelijkbaar waren met eerdere groepen vissen die arthrodires werden genoemd. Sommige van deze versieringen op en rond de mond hadden een koepelvorm die de onderzoekers 'tandkussens' noemden.

Synchrotron-scans van Lophosteus kaken. Krediet:Donglei Chen

Deze tandkussentjes lijken de meest primitieve vorm van een tandbatterij in de mond te vertegenwoordigen. Door gebruik te maken van synchrotron-microtomografie, Chen en zijn collega's waren in staat om 3D-beelden van exemplaren van verschillende leeftijden te reconstrueren om de groeigeschiedenis en ontwikkeling van de tanden te vergelijken. Chen voegt eraan toe, "Door de opeenvolgende resorptieoppervlakken in drie dimensies te modelleren, kunnen we het volledige ontwikkelingstraject van het gebit visualiseren". Als resultaat, de tandheelkundige ontwikkeling van Lophosteus kan licht werpen op de mogelijke oorsprong van tanden van dermale odontodes, en over de evolutionaire relatie tussen gebitten van alle dieren met kaken.

Synchrotron-scans van Lophosteus kaken. Krediet:Donglei Chen