Μια ομάδα γενετικών ερευνητών, οδηγούμενοι από τον καθηγητή του Πανεπιστημίου της Πολιτείας του Montclair, Mark Springer, ανακάλυψαν ότι τα δόντια χάθηκαν στον κοινό πρόγονο των πουλιών 116 εκατομμύρια χρόνια πριν (στο τέλος της Πρώιμης Κρητιδικής περιόδου).

Όλα τα χωρίς δόντια σπονδυλωτά, προέρχονται από έναν πρόγονο με δόντια καλυμμένα με σμάλτο. Στην περίπτωση των πουλιών, πρόκειται για θηριόποδους δεινοσαύρους. Τα σύγχρονα πουλιά χρησιμοποιούν ένα κερατώδες ράμφος αντί για δόντια, και μέρος από το σωλήνα πέψης τους αλέθει και επεξεργάζεται φαγητό.

Ο σχηματισμός των δοντιών στα σπονδυλωτά είναι μια πολύπλοκη διαδικασία η οποία συμπεριλαμβάνει πολλά διαφορετικά γονίδια. Μέσα σε αυτά τα γονίδια, τα έξι είναι σημαντικά για το σωστό σχηματισμό της οδοντίνης (DSPP) και του σμάλτου (AMTN, AMBN, ENAM, AMELX, MMP20).

0501-1.1

Ο καθηγητής Springer καθώς και οι συνάδελφοι του από τη Δανία, την Κίνα, την Αυστραλία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, εξέτασαν αυτά τα έξι γονίδια στο γονιδίωμα 48 ειδών πτηνών, για την παρουσία αδρανοποιημένων μεταλλαγών οι οποίες υφίστανται σε όλα αυτά τα πουλιά. Η παρουσία τέτοιων μεταλλαγών στην στα γονίδια που σχετίζονται με την οδοντίνη και το σμάλτο εισηγούνται τον χαμό ορυκτοποιημένων δοντιών στον πρόγονο όλων των ζώντων πουλιών.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πως τα 28 είδη πουλιών μοιράζονται αδρανοποιημένες μεταλλαγές σε γονίδια σχετικά και με την οδοντίνη αλλά και με το σμάλτο, αποδεικνύοντας ότι η γενετική μηχανική η οποία είναι απαραίτητη για το σχηματισμό των δοντιών χάθηκε στον κοινό πρόγονο όλων των σύγχρονων πουλιών.

«Η παρουσία διαφόρων αδρανοποιημένων μεταλλαγών οι οποίες υφίστανται και στα 48 είδη πουλιών εισηγείται ότι το εξωτερικό σμάλτο που καλύπτει τα δόντια χάθηκε περίπου 116 εκατομμύρια χρόνια πριν» είπε ο καθηγητής Springer, ο οποίος είναι ο γηραιότερος συγγραφέας του άρθρου που δημοσιεύθηκε στο ημερολόγιο Science.

Στη βάση απολιθωμάτων και μοριακών αποδεικτικών στοιχείων, η ομάδα προτείνει ένα σενάριο δύο βημάτων όπου ο χαμός δοντιών και η δημιουργία ράμφους συνέβησαν ταυτόχρονα στον πρόγονο όλων των σύγχρονων πουλιών.

Στο πρώτο στάδιο, ο χαμός δοντιών και η μερική δημιουργία ράμφους ξεκίνησαν στο πρόσθιο μέρος της πάνω και της κάτω σιαγόνας.

Το δεύτερο στάδιο συμπεριλαμβάνει ταυτόχρονη εξέλιξη χαμού δοντιών και δημιουργίας ράμφους από το πρόσθιο μέρος και των δύο σιαγόνων μέχρι το πίσω μέρος του ράμφους.

«Προτείνουμε ότι αυτή η εξέλιξη τελικά κατέληξε σε ένα απόλυτα μυτερό ράμφος το οποίο αντικατέστησε αποτελεσματικά τα δόντια και πιθανόν να συνέβαλε στη διαφοροποίηση των ζώντων πουλιών», είπε ο καθηγητής.

Οι επιστήμονες επίσης εξέτασαν τα γονιδιώματα άλλων χωρίς δόντια και σμάλτο σπονδυλωτών, συμπεριλαμβάνοντας τρεις χελώνες και τέσσερα θηλαστικά-δύο είδη μυρμηγκοφάγου, βραδύποδα και αρμαντίλο-για να αδρανοποιήσουν μεταλλαγές στα γονίδια που σχετίζονται με την οδοντίνη και το σμάλτο. Για σκοπούς σύγκρισης, παρατήρησαν τα γονιδιώματα κατηγοριών θηλαστικών με καλύμματα σμάλτου στα δόντια.

«Όλα τα γονιδιώματα σπονδυλωτών που δεν έχουν δόντια τα οποία εξετάσαμε χαρακτηρίζονται από αδρανοποιημένες μεταλλαγές σε DSPP, AMBN, AMELX, AMTN, ENAM και MMP20, καθιστώντας αυτά τα γονίδια μη λειτουργικά», ανέφερε ο καθηγητής.

«Το γονίδιο το οποίο σχετίζεται με την οδοντίνη DSPP είναι λειτουργικό στα σπονδυλωτά με δόντια χωρίς σμάλτο-βραδύποδα, μυρμηγκοφάγο και αρμαντίλο. Και τα έξι γονίδια είναι λειτουργικά στον αμερικανικό αλιγάτορα, αντιπροσωπευτικό του Crocodylia, του κοντινότερου εν ζωή συγγενή των πουλιών και των κατηγοριών των θηλαστικών με δόντια με καλύμματα σμάλτου».

 

*Μετάφραση και γλωσσική επιμέλεια: Science Diaries team

Πηγή: http://www.sci-news.com

Author: Giorgos Chr