El origen de los dientes sensibles surgió en exoesqueletos de peces antiguos

MADRID, 21 (SERVIMEDIA)

La dentina, que es la capa interna de los dientes que transmite información sensorial de los nervios dentro de la pulpa, evolucionó por primera vez como tejido sensorial en los exoesqueletos blindados de peces antiguos.

Esa es la conclusión de un estudio realizado por 11 investigadores pertenecientes a instituciones de Canadá o Estados Unidos y publicado este miércoles en la revista 'Nature'.

Cualquiera que haya pasado por una limpieza dental sabe lo sensibles que pueden ser los dientes. Esta sensibilidad proporciona información importante sobre la temperatura, la presión y el dolor al morder y masticar. Sin embargo, las partes sensibles del esmalte duro evolucionaron inicialmente para algo muy diferente.

La nueva investigación, dirigida por la Universidad de Chicago (Estados Unidos), indica que la dentina evolucionó primero como tejido sensorial en los exoesqueletos blindados de los peces antiguos.

Los paleontólogos han creído durante mucho tiempo que los dientes evolucionaron a partir de las estructuras rugosas de esta armadura, pero su propósito no estaba claro. El nuevo estudio confirma que estas estructuras en un pez vertebrado primitivo del Ordovícico, hace unos 465 millones de años, contenían dentina y probablemente ayudaban a la criatura a percibir las condiciones del agua circundante.

La investigación también demostró que las estructuras consideradas dientes en fósiles del periodo Cámbrico (hace 485 a 540 millones de años) eran similares a las características de la armadura de invertebrados fósiles, así como a los órganos sensoriales de las conchas de artrópodos modernos como cangrejos y camarones.

Estas similitudes implican que los órganos sensoriales de la armadura de diversos animales evolucionaron por separado, tanto en vertebrados como en invertebrados, para ayudarles a percibir el mundo circundante.

"Cuando piensas en un animal primitivo como este, nadando con una armadura, necesitas percibir el mundo. Este era un entorno de depredación bastante intenso, y poder percibir las propiedades del agua que los rodeaba habría sido muy importante", apunta Neil Shubin, profesor de Biología y Anatomía de Organismos en la Universidad de Chicago y autor principal del estudio.

ACELERADOR DE PARTÍCULAS

Yara Haridy, investigadora postdoctoral del laboratorio de Shubin de la Universidad de Chicago, no buscaba el origen de los dientes al iniciar el proyecto. En cambio, esperaba responder a otra pregunta paleontológica de larga duración: ¿cuál es el vertebrado más antiguo del registro fósil? Solicitó a museos de Estados Unidos especímenes fósiles del Cámbrico para realizarle una tomografía computarizada y buscar indicios de características de los vertebrados.

Una de esas señales, al menos en peces posteriores, es la presencia de dentina dentro de las protuberancias de la armadura externa, llamadas odontodos. Haridy reunió cientos de especímenes, algunos de ellos apenas diminutos fragmentos que cabían en la punta de un palillo.

Luego los llevó al Laboratorio Nacional de Argonne para una sesión de escaneo que duró toda la noche utilizando la Fuente Avanzada de Fotones, que capturó imágenes de tomografía computarizada de alta resolución de los fósiles. "Fue una noche en el acelerador de partículas; fue divertido", indica Haridy.

Al comenzar a analizar las imágenes de los escáneres, una de las muestras de un fósil cámbrico llamado 'Anatolepis' parecía presentar las características de un pez vertebrado.

Tenía una serie de túbulos, o poros, debajo de los odontodos, llenos de material con las características químicas de la dentina. Si realmente se tratara de un vertebrado, este espécimen habría retrocedido el registro fósil decenas de millones de años.

"Nos felicitábamos mutuamente, como diciendo: '¡Dios mío, por fin lo logramos!'. Esa habría sido la primera estructura similar a un diente en tejidos vertebrados del Cámbrico. Así que nos emocionamos mucho cuando vimos los indicios de lo que parecía dentina", recalca Haridy.

CONFIRMACIÓN

Para confirmar ese hallazgo, los investigadores analizaron imágenes de los demás especímenes que Haridy escaneó. Esta biblioteca de conchas y esqueletos incluía desde fósiles antiguos hasta cangrejos, caracoles, escarabajos, percebes, tiburones y rayas modernos, además de bagres chupadores en miniatura.

Tras comparar al posible vertebrado 'Anatolepis' con un fósil de artrópodo conocido del Museo Público de Milwaukee, los investigadores se dieron cuenta de que lo que parecían túbulos revestidos de dentina de un vertebrado se parecían más a los órganos sensoriales de las conchas de los cangrejos, llamados sensilas.

Esto significa que 'Anatolepis', que se declaró vertebrado en las páginas de 'Nature' en 1996, es en realidad un antiguo artrópodo invertebrado. Los grandes túbulos de otro vertebrado del Ordovícico, llamado 'Eriptychius', eran similares en estructura a estas sensilas, pero sí contenían dentina.

"Esto nos demuestra que los 'dientes' también pueden ser sensoriales incluso cuando no están en la boca. Así que estos peces tienen una armadura sensible. Estos artrópodos también la tienen. Esto explica la confusión con estos animales del Cámbrico temprano. Se creía que este era el primer vertebrado, pero en realidad era un artrópodo", apunta Haridy.