Zobje in čeljusti ciklidov

Kategória Akvarij

Zobje in čeljusti ciklidov: akvastomatologija

Zobje so evolucijsko starodavna struktura. Čeprav pogosto mislimo, da so zobje neločljivo povezani s čeljustmi, se najprej razvijejo v žrelu približno 500 rib brez čeljusti.000.pred 000 leti. Kakor čudno se sliši, so pred čeljustmi nastali zobje. Tako kot lasje in perje je zobe mogoče preučevati kot vzorčne, ponavljajoče se strukture, ki se nenehno nadomeščajo skozi vse življenje.
To seveda ne velja za sesalce, velja pa za ciklide. Nekateri ciklidi imajo okoli 3000 zob. Vsak določen zob se menja vsakih 50-100 dni. To je posledica niše matičnih celic, ki je povezana z vsakim zobom. Zmožnost menjave zob med življenjem se je pri sesalcih žal izgubila.
Mehanizmi nastajanja zob v žrelu niso znani, vendar je ta evolucijski pojav mogoče opaziti v naravi. Nekateri nižji vretenčarji, kot je cebrica, imajo zobe samo v žrelu. Sesalci, kot so miši in ljudje, imajo samo zobe v ustih.

Ciklidi imajo zobe tako v žrelu kot v ustih. Ta edinstvena evolucijska značilnost nam omogoča, da zastavimo vprašanje, ki je izhodišče te študije (PLoS Biology - revija, prejemna organizacija National Institute for Dental and Maxilofacial Research (NIDCR)). Ali je število zob, ki se nahajajo v žrelu in v ustni votlini, enako urejeno??

Slika prikazuje čeljust Pseudotropheus elongatus; Slika prikazuje faringealne zobe

Malavijski ciklidi imajo oba faringealna zoba,
in zob v ustni votlini

To vprašanje se zdi izjemno zanimivo in zanimivo. Dve čeljusti nista le funkcionalno ločeni in evolucijsko nepovezani, ampak imajo zobje, ki se na njih razvijajo, povsem različne predhodnike. Zobje nastanejo z interakcijo dveh celičnih plasti - epitelija in mezenhima. Faringealni zobje verjetno uporabljajo endodermo kot epitelijsko plast, ustni zobje pa natančno uporabljajo endodermo. Če bi bilo število žrelnih zob regulirano oziroma nadzorovano kot zobje v ustni votlini, bi to lahko pomenilo, da so zobje nastali na en način, ne glede na to, koliko jih in kje se razvijejo.
V tej študiji je bilo na presenečenje raziskovalcev ugotovljeno, da je bilo število zob urejeno podobno v obeh čeljusti. Čeljusti ustne votline in žrela so delovale v skladu s splošnimi pogoji glede na število zob.
Kot se je izkazalo, so bili odkriti skupni geni, ki tvorijo zobno mrežo genov. Ta mreža je skupna večini zob. Poleg genov, odkritih v prejšnjih študijah, so bili najdeni geni eda in edar. Domneva se, da so ti geni izključno vključeni v tvorbo endodermalnih tkiv. Vendar so bili pri izraščanju žrelnih zob vključeni geni, za katere se zdi, da so nastali iz endoderme. Tako je bila razkrita vloga ede in edarja v tkivih, ki izhajajo iz endoderme. Opaža se tudi ideja, da pred čeljustmi, lasmi, luskami, perjem in drugimi endodermalnimi tkivi ti geni vedno delujejo v zobni mreži globoko v žrelu.

Uspelo mi je opisati dve stvari. Prvič, genetska mreža prednikov, ki je aktivna v starodavni populaciji zob. Drugič, kar je morda še pomembneje, opisano je jedro zobne mreže – nabor genov, shranjenih v vseh zobeh, ki so nam znani pri ribah, miših in ljudeh. Tako, kar je zelo zanimivo, so bili predmeti, ki niso samo padli v mrežo (kot sta geni eda in edar), ampak tudi predmeti, ki so izpadli iz nje. Zlasti vzemite gena pax9 in fgf8, ki sta bistveni sestavni deli zobnega aparata sesalcev. Ti geni bodisi niso izraženi v vseh, ali pa so izraženi le v zobeh ustne votline, temveč v žrelnih zobeh. To kaže, da niso evolucijsko pomembni pri nastajanju zob.
Delo na tem področju je izjemno pomembno za razlago evolucije zob. Če ste sposobni ustvariti zobe v kulturi ali v epruveti, lahko dobite informacije o potrebnih molekulah za ta proces. Tudi če so nekateri od teh genov genetsko pomembni za zobe sesalcev, lahko v evolucijski biologiji obstajajo tudi drugi načini opisovanja tvorbe zob.
Trenutno je vprašljivo, kako lahko predlagani model praktično pomaga pri zdravljenju zob. Razmerje med genotipom in fenotipom je izjemno zanimivo in kako lahko genetske informacije uporabimo za odkrivanje bolezni pri ljudeh. Številni trenutno predlagani modeli, vključno z modeli miši, cebrice, Drosophila, so predstavljeni s homogenimi in prirojenimi linijami. Z drugimi besedami, podpirajo lahko pot genetike. Ljudje imajo heterogene genome, zato je težko odkriti specifične genetske vzroke bolezni. Študije o ciklidih in nekaterih drugih evolucijskih modelih jih primerjajo za boljšo sliko genotipa in fenotipa. Ti modeli kažejo heterogene genome, podobne človeškim, in genetsko-fenotipska slika bo verjetno postala bolj zapletena.

Protetika in nadomeščanje izgubljenih zob s keramičnimi analogi sta danes zelo razširjena. Za prehod na novo raven protetike je potrebno razumeti naravne regenerativne sposobnosti zob. To se zdi zelo zanimivo. Primarni model, ki se uporablja pri preučevanju človeških zob, je miška in nima obnovljenih vseh zob.
Torej, pri miših je niša matičnih celic povezana z njenimi sekalci. Vendar njeni sekalci niso zamenjani (z izjemo nekaj genetskih mutantov). Obnavljajo se s stalno rastjo. Mišji sekalci prav tako ne zavzamejo zapletenih oblik. Pri miših obstaja neskladje v prostoru in razvoju med sekalci in molarji. Kočniki dobijo zapleteno obliko, vendar se ne obnavljajo ali zamenjajo. Pri ribah so odkrili zamenjavo zob, njihovo obnovo in sposobnost, da med razvojem prevzamejo kompleks tridimenzionalnih oblik.
Razvoj, obnova in oblikovanje zob so genetsko pogojeni procesi v organizmih, kot so ciklidi. Vendar se zdi, da so se v evolucijskem razvoju vretenčarjev ti procesi začeli razhajati v prostoru in času. Kar zdaj opažamo pri miših, zlasti kočniki spremenijo obliko, vendar se ne obnovijo. Sekalci so obnovljeni, vendar ne spremenijo oblike.

Prilagojen prevod,
slv.animalukr.ru hvala Natalia Polskaya
za ponujeno gradivo