sábado, setembro 26, 2015

Os dentes dos vertebrados e as escamas de peixes primitivos estão relacionados

Esmalte surgiu na pele dos peixes há mais de 400 milhões de anos

O aparato que produz o esmalte, foi originalmente usado para protecção dos peixes primitivos

Durante a evolução, o esmalte dos dentes surgiu primeiro na pele dos peixes primitivos, foi passando para a região do crânio e finalmente acabou a ser produzido nos dentes, como acontece nos vertebrados terrestres.

O esmalte dentário é o tecido mais rijo que os humanos produzem. Feito quase totalmente à base de fosfato de cálcio, que se deposita numa matriz orgânica, este é o material que reveste os dentes, cobrindo a dentina. Apesar de ser perfeito para mastigar os alimentos, as suas origens poderão ser surpreendentes. De acordo com um novo estudo, este tecido e o aparato genético necessário para o produzir têm mais de 400 milhões de anos. O esmalte dentário surgiu nos peixes, só que não revestia os dentes daqueles animais, aparecia antes na sua pele.
Ao longo de milhões de anos, este tecido foi revestindo a cabeça dos peixes e finalmente passou também a cobrir os dentes, sugere um artigo publicado ontem na Nature. Hoje, anfíbios, répteis e mamíferos têm esmalte dentário, mas não apresentam qualquer vestígio da produção de esmalte na pele, mostrando que o uso do aparato genético para a produção deste tecido alterou-se completamente.
Nos humanos, os primeiros dentes de leite começam a formar-se ainda durante a gestação, às 14 semanas. A deposição do esmalte dentário é feita numa matriz proteica constituída por amelogenina, enamelina e amelina. Estas três proteínas são produzidas por células chamadas ameloblastos e formam uma matriz que vai sendo substituída depois por cristais de fosfato de cálcio.
Certos peixes têm na pele estruturas rijas com uma composição semelhante à dos dentes dos vertebrados. O famoso celacanto é um desses casos. Este fóssil vivo é importante para esta história. O celacanto descende de uma linhagem com 400 milhões. Nessa altura, os celacantos eram próximos do antepassado dos tetrápodes (o animal que saiu da água há cerca de 375 milhões de anos e colonizou os continentes dando origem aos vertebrados terrestres). Tal como os tetrápodes, os celacantos têm esmalte nos dentes.
Só que assumia-se que o esmalte dos dentes e a estrutura rija no corpo do celacanto tinham surgido e evoluído separadamente.
“Nos humanos, o esmalte só se encontra nos dentes, e é muito importante para a sua função, por isso é natural assumir-se que evoluiu aí”, explica o paleontólogo Per Erik Ahlberg, da Universidade de Uppsala, na Suécia, e um dos autores do artigo, citado pela agência Reuters. A descoberta agora feita “é importante porque é inesperada”, diz o cientista. A equipa partiu da genética e da paleontologia para tentar desvendar a origem do esmalte.
Os investigadores foram analisar o genoma do Lepisosteus oculatus, um peixe que pertence aos actinopterígeos — um dos mais importantes grupos de peixes, distante dos celacantos. O Lepisosteus oculatus é considerado um peixe primitivo dentro dos actinopterígeos. Não tem esmalte nos dentes, mas tem na pele do corpo e na cabeça o tecido que se assemelha ao esmalte. Os peixes actinopterígeos mais modernos, como o peixe-zebra, já não tem essa substância.
A equipa foi analisar no Lepisosteus oculatus os genes equivalentes aos genes nos humanos que dão as instruções para a produção da matriz proteica, onde se deposita o esmalte. Descobriram que estes genes estavam activos na pele do peixe, e que aquela substância era, de facto, semelhante ao esmalte. O que mostra uma relação evolutiva.
Depois, os investigadores foram olhar para o passado, analisando as escamas de fósseis de duas espécies de peixes que viveram durante o período silúrico, o Andreolepis (de há 425 milhões de anos, encontrado na Suécia) e o Psarolepis (de há 418 milhões de anos, descoberto na China). O primeiro tinha uma fina camada de esmalte nas escamas do corpo, mas não tinha na cabeça nem nos dentes. O segundo tinha esmalte nas escamas do corpo e na cabeça, mas também não tinha esmalte nos dentes.
“O Psarolepis e o Andreolepis estão entre os mais antigos peixes ósseos [o grande grupo de peixes que é diferente dos cartilagíneos, como os tubarões e as raias que não produzem esmalte]”, explica Per Erik Ahlberg, citado num comunicado da sua universidade. “Por isso, acreditamos que a falta de esmalte nos dentes é devido a serem primitivos. Parece que o esmalte originou-se na pele e só depois colonizou os dentes.”
A partir deste conjunto de dados, os cientistas propuseram uma hipótese sobre o surgimento e a evolução do esmalte. Primeiro o tecido surgiu nas escamas do corpo, como mostra o Andreolepis, depois passou para o crânio, o Psarolepis é o exemplo desta fase, e finalmente o tecido avançou até aos dentes, veja-se o celacanto.
De alguma forma, na evolução dos tetrápodes, o esmalte deixou de ser produzido na pele mantendo-se apenas nos dentes. Já na evolução dos actinopterígeos, o esmalte nunca chegou a surgir nos dentes e foi desaparecendo da pele dos peixes mais modernos deste grupo.
Olhando para o passado, o uso do esmalte mostra como a evolução é dinâmica. Com características que se perdem ou que ganham novas funções. Como diz Qingming Qu, outro autor do estudo: “Apesar deste tecido nos nossos dentes ser usado para morder ou rasgar, originalmente foi usado como um tecido de protecção, como nos peixes primitivos.”


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