Un pez ancestral ilumina uno de los misterios de la infancia

Los dientes están sometidos a una gran cantidad de desgaste, así que tiene sentido poder reemplazarlos durante la vida del animal. Sin embargo, sorprendentemente, los dientes de los primeros vertebrados con mandíbulas estaban fijados a los huesos de la mandíbula y no podían perderse. Finalmente, se desarrolló la pérdida de dientes de forma independiente en dos ocasiones, mediante el uso de dos procesos muy diferentes.

En tiburones y rayas, las fibras que anclan el diente a la piel de la mandíbula se disuelven y simplemente se cae todo el diente. En los vertebrados terrestres y peces óseos, el diente en desarrollo se une directamente al hueso de la mandíbula por un tejido especial conocido como "hueso de unión" y cuando es hora de que el diente se caiga, esta unión debe separarse; con la entrada de células especializadas que reabsorben la dentina y el hueso de unión hasta que el diente se afloja. Es por ello que los dientes de leche de los humanos pierden sus raíces antes de desprenderse, pero los autores de este trabajo se pregunaron cuándo evolucionó este proceso.

Los investigadores decidieron analizar un hueso de la mandíbula del pez fósil 'Andreolepis' de 424 millones años de edad de Gotland, en Suecia, cercano al ancestro común de todos los peces óseos y los vertebrados terrestres vivientes. La mandíbula es una pieza pequeña, de menos de un centímetro de longitud, pero esconde un gran secreto: la microestructura interna del hueso está perfectamente conservada y contiene un registro de su historial de crecimiento.

Hasta hace poco, sólo ha sido posible ver las estructuras internas cortando físicamente finas secciones del fósil y visualizándolas bajo el microscopio, pero esto destruye la muestra y proporciona sólo una imagen bidimensional que es difícil de interpretar.

UN MAPA EN 3-D DE LA REGENERACIÓN DENTAL

Sin embargo, en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF) es posible realizar exploraciones tomográficas que capturan el mismo nivel de detalle microscópico, en tres dimensiones, sin dañar la muestra. La primera autor del estudio, Donglei Chen, de la Universidad de Uppsala, ha pasado varios años trabajando en la 'disección' meticulosa de los datos de la exploración en la pantalla del ordenador, creando un mapa tridimensional de toda la secuencia de adición y pérdida de dientes.

"Cada vez que se cayó un diente, el proceso de resorción generó un hueco donde había estado unido. Cuando el diente de reemplazo se consolidó en su lugar en el hueso de fijación, la anterior superficie de resorción se mantuvo como una débil cicatriz enterrada dentro del tejido óseo. Encontré hasta cuatro de estas superficies de resorción enterradas debajo de cada diente, apiladas unas encima de otras como platos en un armario. Esto demuestra que los dientes fueron sustituidos una y otra vez durante la vida de los peces", explica Donglei.

Según los investigadores, éste es el primer ejemplo conocido de un diente caído por resorción basal y parece ser muy similar al proceso de sustitución de dientes visto hoy en los peces óseos primitivos como el pejelagarto ('Lepisosteus') y el bichir ('Polypterus'). Al igual que en estos peces, los nuevos dientes de reemplazo se desarrollaron junto a los viejos, en lugar de debajo de ellos como sucede en los humanos.

"La cantidad de información biológica que obtenemos de las exploraciones es simplemente asombrosa. Podemos seguir el proceso de crecimiento y resorción hasta el nivel celular, casi como en un animal vivo. Al aplicar esta técnica a más individuos de los primeros vertebrados, conseguiremos entender sus procesos de vida mucho mejor y, sin duda, vamos a hallar algunas sorpresas importantes", dice uno de los líderes del proyecto, Per Ahlberg, también de la Universidad de Uppsala. La investigación se publica en Nature.