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Una sola regla de desarrollo explica la complejidad del desarrollo molar

Imagen: Alejandra Ortiz y Gary Schwartz

TEMPE, Ariz., U.S .: dientes de mamíferos vienen en todo tipo de formas y tamaños. Sus dimensiones y forma particulares son el proceso de millones de años de ajuste evolutivo. Como resultado, los mamíferos que están estrechamente relacionados y tienen una dieta similar tienden a tener dientes que se ven bastante similares. Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) sugiere que estos parecidos pueden ser superficiales. Los hallazgos del estudio demostraron que una simple regla de desarrollo es responsable de la gran cantidad de características dentales.

Los baches, crestas y surcos que caracterizan la superficie oclusal molar son el producto de la disposición espacial de las cúspides. Cuántas cúspides hay, cómo están posicionadas y qué tamaño y forma toman juntas para determinar la forma general de un molar. En el transcurso de la evolución de los homínidos (humanos modernos y sus antepasados ​​fósiles), los molares han cambiado notablemente en su configuración, con algunos grupos desarrollando cúspides más grandes y otros molares en evolución con una batería de cúspides adicionales más pequeñas.

La elaboración de estos cambios ha arrojado poderosos conocimientos sobre nuestra comprensión de la historia moderna de la población humana. Incluso ha permitido la identificación de nuevas especies fósiles de homínidos, a veces solo de restos dentales fragmentarios, y para reconstruir qué especie está más relacionada con cuál. Exactamente cómo algunas poblaciones de humanos modernos y algunas especies fósiles de homínidos evolucionaron molares complejos con muchas cúspides de diferentes tamaños, mientras que otros desarrollaron configuraciones molares más simplificadas, sin embargo, se desconoce.

Los resultados del estudio ASU mostraron que una regla de desarrollo simple, la “cascada de patrones”, es lo suficientemente potente como para explicar la variabilidad masiva en la configuración de la corona molar en los últimos 15 millones de años de evolución de simios y humanos.

En la última década, la comprensión de los investigadores sobre el desarrollo de la cúspide molar ha aumentado enormemente. Hoy en día, se sabe que la formación de estas cúspides se rige por un proceso molecular que comienza en una etapa embrionaria temprana. En base al trabajo experimental en ratones, el modelo de cascada de patrones predice que la configuración molar está determinada principalmente por la distribución espacial y temporal de un conjunto de células de señalización.

Los grupos de células de señalización (y sus cúspides resultantes) que se desarrollan más temprano influyen fuertemente en la expresión de las cúspides que se desarrollan más tarde. Este efecto de cascada puede resultar en favorecer un aumento en el tamaño y la cantidad de cúspides adicionales o limitar su desarrollo para producir cúspides más pequeñas y menos numerosas. No se sabe si este tipo de fenómeno de desarrollo simple podría explicar la gran variedad de configuraciones molares presentes en simios y ancestros humanos.

Utilizando la última tecnología en tomografía microcomputada y tecnología de imagen digital aplicada a cientos de muelas fósiles y recientes, la autora principal, la Dra. Alejandra Ortiz, del Instituto de Orígenes Humanos de ASU, y sus colegas crearon mapas virtuales del paisaje dental de los dientes en desarrollo para trazar la ubicación precisa de las células de señalización embrionarias a partir de las cuales se desarrollan las cúspides molares. El equipo descubrió que las predicciones del modelo se mantuvieron, no solo para los humanos modernos, sino para más de 17 especies de simios y homínidos distribuidas a lo largo de millones de años de una mayor evolución y diversificación de los primates.

“Nuestra investigación, que demuestra que una sola regla de desarrollo puede explicar la variación incontable que observamos a través de los mamíferos, también significa que debemos tener cuidado al inferir relaciones de especies extintas basadas en formas compartidas. Se está volviendo más claro que las similitudes en la forma de los dientes no necesariamente indican un reciente ancestro compartido “, dijo la coautora Dra. Shara Bailey, profesora asociada del Centro para el Estudio de los Orígenes Humanos de la Universidad de Nueva York, EE. UU.

El estudio, titulado “Modelos Evo-devo del desarrollo dental y el origen de la diversidad molar homínida”, fue publicado en la edición de abril de 2018 de Science Advances.

El estudio se realizó en colaboración con investigadores del Departamento de Evolución Humana del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, Leipzig, Alemania.

FUENTE: https://am.dental-tribune.com/news/single-developmental-rule-explains-complexity-of-molar-development/

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