Sütőfogak és állkapcsok

Kategória Akvárium

Cichlid fogak és állkapcsok: aquastomatology

A fogak evolúciósan ősi szerkezet. Míg gyakran azt gondoljuk, hogy a fogak elválaszthatatlanul kapcsolódnak az állkapcsokhoz, először körülbelül 500 pofátlan hal garatában fejlődnek ki.000.000 évvel ezelőtt. Bármilyen furcsán is hangzik, a fogak az állkapcsok előtt emelkedtek ki. A hajhoz és a tollakhoz hasonlóan a fogakat mintás, ismétlődő struktúrákként lehet tanulmányozni, amelyek az élet során folyamatosan cserélődnek.
Ez természetesen nem vonatkozik az emlősökre, de igaz a sügérekre. Néhány sügérnek körülbelül 3000 foga van. Minden egyes fog 50-100 naponként változik. Ez az egyes fogakhoz kapcsolódó őssejt-résnek köszönhető. Az emlősökben sajnos elveszett az a képesség, hogy élet közben megváltoztassák a fogakat.
A garatban a fogak kialakulásának mechanizmusai nem ismertek, de ez az evolúciós jelenség a természetben is megfigyelhető. Néhány alacsonyabb gerincesnek, például a zebrahalnak, csak a garatában vannak fogai. Az emlősöknek, például az egereknek és az embereknek csak fogaik vannak a szájban.

A sügéreknek mind a garatban, mind a szájban vannak fogai. Ez az egyedülálló evolúciós jellemző lehetővé teszi számunkra, hogy feltegyük azt a kérdést, amely e tanulmány kiindulópontja (PLoS Biology – folyóirat, címzett szervezet, National Institute for Dental and Maxillofacial Research (NIDCR)). A garatban és a szájüregben elhelyezkedő fogak száma egyformán szabályozott??

Az ábrán a Pseudotropheus elongatus állkapcsa, az ábrán a garatfogak láthatók

A malawi sügérnek mindkét garatfoga van,
és fogak a szájüregben

Ez a kérdés rendkívül érdekesnek és érdekfeszítőnek tűnik. A két állkapocs nemcsak funkcionálisan különálló és evolúciósan nem rokon, hanem a rajtuk fejlődő fogaknak teljesen eltérő elődei vannak. A fogak két sejtréteg - a hám és a mesenchyma - kölcsönhatása révén jönnek létre. A garatfogak valószínűleg az endodermát használják hámrétegként, a szájfogak pedig pontosan használják az endodermát. Ha a garatfogak számát szabályozzuk, vagy úgy szabályozzuk, mint a szájüreg fogait, ez arra utalhat, hogy a fogak egyféleképpen jöttek létre, függetlenül attól, hogy hány közülük és hol fejlődnek.
Ebben a tanulmányban a kutatók meglepetésére azt találták, hogy a fogak száma hasonlóan szabályozott a két állkapocsban. A szájüreg és a garat állkapcsa a fogak számához viszonyítva általános feltételeknek megfelelően működött.
Mint kiderült, közös géneket fedeztek fel, amelyek a gének fogászati hálózatát alkotják. Ez a hálózat közös a legtöbb fogazatban. A korábbi vizsgálatok során felfedezett gének mellett az eda és az edar géneket is megtalálták. Feltételezhető, hogy ezek a gének kizárólag az endodermális szövetek kialakulásában vesznek részt. A gének azonban részt vettek a garatfogak kitörésében, amelyek úgy tűnik, hogy az endodermából képződtek. Így feltárult az eda és az edar szerepe az endodermából származó szövetekben. Azt az elképzelést is megjegyzik, hogy az állkapcsok, a haj, a pikkelyek, a tollak és más endodermális szövetek előtt ezek a gének mindig a garat mélyén lévő foghálózatban hatnak.

Két dolgot sikerült leírnom. Először is, az ősök genetikai hálózata, amely aktív a fogak ősi populációjában. Másodszor, és ami talán még fontosabb, leírják a fogászati hálózat magját – a halakban, egerekben és emberekben általunk ismert összes fogban tárolt génkészletet. Így, ami nagyon érdekes, voltak olyan objektumok, amelyek nemcsak beleestek a hálózatba (például az eda és az edar gének), hanem olyanok is, amelyek kiestek onnan. Vegyük különösen a pax9 és fgf8 géneket, amelyek az emlősök fogászati berendezésének alapvető összetevői. Ezek a gének vagy nem mindenben, vagy csak a szájüreg fogaiban expresszálódnak, de a garatfogakban. Ez azt jelzi, hogy evolúciós szempontból nem fontosak a fogak kialakulásában.
Az ezen a területen végzett munka rendkívül fontos a fogak fejlődésének magyarázata szempontjából. Ha képes tenyészetben vagy kémcsőben fogakat létrehozni, akkor tájékozódhat a folyamathoz szükséges molekulákról. Még ha e gének némelyike genetikailag is jelentős az emlősök fogai számára, az evolúciós biológiában más módon is leírhatók a fogak kialakulása.
Jelenleg kérdéses, hogy a javasolt modell hogyan tud gyakorlati segítséget nyújtani a fogászati kezelésben. Rendkívül érdekes a genotípus és a fenotípus közötti kapcsolat, és az, hogy a genetikai információk hogyan használhatók fel az emberi betegségek kimutatására. A jelenleg javasolt modellek közül sok, köztük az egér, a zebrahal és a Drosophila modelljei homogén és veleszületett vonalakkal vannak ábrázolva. Más szóval, támogatják a genetika könnyű útját. Az emberek genomja heterogén, ezért nehéz kimutatni a betegség specifikus genetikai okait. A sügérekkel végzett tanulmányok és néhány más evolúciós modell összehasonlítja őket, hogy jobb képet kapjanak a genotípusról és a fenotípusról. Ezek a modellek az emberihez hasonló heterogén genomokat mutatnak, és a genetikai-fenotípusos kép valószínűleg bonyolultabb lesz.

Ma már széles körben elterjedt a protetika és az elvesztett fogak kerámia analógokkal való pótlása. A protetika új szintjére lépéshez meg kell érteni a fogak természetes regeneráló képességét. Ez nagyon érdekesnek tűnik. Az emberi fogak vizsgálata során használt elsődleges modell egy egér, amelynek nem újul meg minden foga.
Tehát egereknél az őssejt-rés a metszőfogaihoz kapcsolódik. A metszőfogait azonban nem cserélik ki (néhány genetikai mutáns kivételével). Állandó növekedéssel megújulnak. Az egér metszőfogai sem hajlamosak bonyolult formákat felvenni. Az egerek metszőfogai és őrlőfogai között térbeli és fejlődési eltérés van. Az őrlőfogak összetett formát öltenek, de nem újulnak meg vagy cserélődnek ki. A fogak pótlását, megújulását és azt a képességet, hogy a fejlődés során háromdimenziós formák komplexét vegye fel a halakban.
A fogak fejlődése, megújulása és formálása genetikailag meghatározott folyamatok olyan szervezetekben, mint a sügér. Úgy tűnik azonban, hogy a gerincesek evolúciós fejlődése során ezek a folyamatok térben és időben kezdtek eltérni. Amit most egereknél figyelünk meg, különösen az őrlőfogak alakja megváltozik, de nem állnak helyre. A metszőfogakat helyreállítják, de nem változtatják meg alakjukat.

Átdolgozott fordítás,
ve.animalukr.ru köszönöm Natalia Polskaya
a biztosított anyagért