Zubi i čeljusti ciklida

Kategorija Akvarij

Zubi i čeljusti ciklida: akvastomatologija

Zubi su evolucijski drevna struktura. Iako često mislimo da su zubi neraskidivo povezani s čeljustima, oni se najprije razvijaju u ždrijelu oko 500 riba bez čeljusti.000.prije 000 godina. Koliko god čudno zvučalo, zubi su se pojavili prije čeljusti. Poput kose i perja, zube je moguće proučavati kao uzorkovane, ponavljajuće strukture koje se neprestano mijenjaju tijekom života.
To se, naravno, ne odnosi na sisavce, ali vrijedi za ciklide. Neki ciklidi imaju oko 3000 zuba. Svaki određeni zub mijenja se svakih 50-100 dana. To je zbog niše matičnih stanica povezanih sa svakim zubom. Sposobnost mijenjanja zuba tijekom života nažalost kod sisavaca je izgubljena.
Mehanizmi nastajanja zuba u ždrijelu su nepoznati, ali se ovaj evolucijski fenomen može vidjeti u prirodi. Neki niži kralježnjaci poput zebrice imaju zube samo u ždrijelu. Sisavci kao što su miševi i ljudi imaju samo zube u ustima.

Ciklidi imaju zube i u ždrijelu i u ustima. Ova jedinstvena evolucijska značajka omogućuje nam da postavimo pitanje koje je početna točka ove studije (PLoS Biology - časopis, organizacija primatelj National Institute for Dental and Maxillofacial Research (NIDCR)). Je li jednako reguliran broj zuba koji se nalaze u ždrijelu i u usnoj šupljini??

Slika prikazuje čeljust Pseudotropheus elongatus; Slika prikazuje faringealne zube

Malavijski ciklidi imaju oba faringealna zuba,
i zubi u usnoj šupljini

Čini se da je ovo pitanje iznimno zanimljivo i intrigantno. Dvije čeljusti nisu samo funkcionalno odvojene i evolucijski nepovezane, već i zubi koji se na njima razvijaju imaju potpuno različite prethodnike. Zubi nastaju interakcijom dvaju staničnih slojeva – epitela i mezenhima. Faringealni zubi vjerojatno koriste endoderm kao epitelni sloj, a oralni zubi točno koriste endoderm. Kada bi se broj ždrijelnih zuba regulirao, odnosno kontrolirao kao i zubi usne šupljine, to bi moglo ukazivati na to da su zubi nastali na jedan način, bez obzira na to koliko ih i gdje se razvijaju.
U ovoj studiji, na iznenađenje istraživača, otkriveno je da je broj zuba reguliran na sličan način u dvije čeljusti. Čeljusti usne šupljine i ždrijela funkcionirale su prema općim uvjetima u odnosu na broj zuba.
Kako se pokazalo, otkriveni su uobičajeni geni koji čine zubnu mrežu gena. Ova mreža je zajednička većini zuba. Osim gena otkrivenih u prethodnim studijama, pronađeni su i geni eda i edar. Pretpostavlja se da su ovi geni isključivo uključeni u stvaranje endodermalnih tkiva. Međutim, geni su bili uključeni u nicanje ždrijelnih zuba, za koje se čini da su nastali iz endoderme. Tako je otkrivena uloga eda i edara u tkivima nastalim iz endoderme. Napominje se i ideja da ispred čeljusti, dlake, ljuski, perja i drugih endodermalnih tkiva, ti geni uvijek djeluju u zubnoj mreži duboko u ždrijelu.

Uspio sam opisati dvije stvari. Prvo, genetska mreža predaka, koja je aktivna u drevnoj populaciji zuba. Drugo, i možda još važnije, opisuje se srž dentalne mreže – skup gena pohranjenih u svim zubima koji su nam poznati kod riba, miševa i ljudi. Dakle, što je vrlo zanimljivo, bilo je objekata koji ne samo da su upali u mrežu (poput gena eda i edar), nego i objekata koji su ispali iz nje. Konkretno, uzmite gene pax9 i fgf8, koji su bitne komponente zubnog aparata sisavaca. Ovi geni ili nisu izraženi kod svih, ili su izraženi samo u zubima usne šupljine, već u ždrijelnim zubima. To ukazuje da oni nisu evolucijski važni u formiranju zuba.
Rad u ovom području iznimno je važan za objašnjenje evolucije zuba. Ako ste u mogućnosti stvoriti zube u kulturi ili u epruveti, možete dobiti informacije o potrebnim molekulama za ovaj proces. Čak i ako su neki od ovih gena genetski značajni za zube sisavaca, u evolucijskoj biologiji mogu postojati i drugi načini opisivanja formiranja zuba.
U ovom trenutku je upitno kako predloženi model može praktično pomoći u liječenju zuba. Iznimno je zanimljiv odnos između genotipa i fenotipa te kako se genetske informacije mogu koristiti za otkrivanje bolesti kod ljudi. Mnogi od trenutno predloženih modela, uključujući modele miša, zebrice, drozofile, predstavljeni su homogenim i urođenim linijama. Drugim riječima, podupiru lagani put genetike. Ljudi imaju heterogene genome i stoga je teško otkriti specifične genetske uzroke bolesti. Studije o ciklidima i nekim drugim evolucijskim modelima uspoređuju ih za bolju sliku genotipa i fenotipa. Ovi modeli pokazuju heterogene genome slične ljudskim, a genetsko-fenotipska slika će vjerojatno postati kompliciranija.

Protetika i nadomjestak izgubljenih zuba keramičkim analozima danas su široko rasprostranjeni. Za prelazak na novu razinu protetike potrebno je razumjeti prirodne regenerativne sposobnosti zuba. Čini se da je ovo vrlo zanimljivo. Primarni model koji se koristi u proučavanju ljudskih zuba je miš i nema obnovljene sve zube.
Dakle, kod miševa je niša matičnih stanica povezana s njegovim sjekutićima. Međutim, njezini sjekutići nisu zamijenjeni (s izuzetkom nekoliko genetskih mutanata). Obnavljaju se stalnim rastom. Mišji sjekutići također nemaju tendenciju poprimati složene oblike. Postoji nesklad u prostoru i razvoju između sjekutića i kutnjaka kod miševa. Kutnjaci poprimaju složen oblik, ali se ne obnavljaju niti zamjenjuju. Kod riba je pronađena zamjena zuba, njihova obnova i sposobnost preuzimanja kompleksa trodimenzionalnih oblika tijekom razvoja.
Razvoj, obnova i oblikovanje zuba genetski su uvjetovani procesi u organizmima poput ciklida. Međutim, čini se da su se u evolucijskom razvoju kralježnjaka ti procesi počeli razilaziti u prostoru i vremenu. Ono što sada opažamo kod miševa, posebno kutnjaci mijenjaju oblik, ali se ne obnavljaju. Sjekutići su obnovljeni, ali ne mijenjaju oblik.

Adaptirani prijevod,
hor.animalukr.ru hvala Natalia Polskaya
za dostavljeni materijal