Зуби і щелепи цихлид

Зуби є еволюційно древньої структурою. У той час як ми часто думаємо, що зуби нерозривно пов`язані з щелепами, вони вперше розвиваються в глотці біґосів риб близько 500.000.000 років тому. Як би дивно це не звучало, зуби виникли раніше щелеп. Подібно волоссю і пір`я, є можливість вивчати зуби як шаблонні, повторювані структури, які постійно змінюються протягом життя.
Це, звичайно, не відноситься до ссавців, проте вірно щодо цихлид. Деякі цихліди мають близько 3000 зубів. Кожен конкретний зуб змінюється кожні 50-100 днів. Це відбувається завдяки стовбурової клітинної ніші, пов`язаної з кожним зубом. Здатність змінювати зуби протягом життя, на жаль, було втрачено у ссавців.
Механізми утворення зубів в глотці невідомі, але можна бачити дане еволюційне явище в природі. Деякі нижчі хребетні, подібних даніо-реріо, мають зуби тільки в глотці. Ссавці, такі як миша і людина, мають зуби тільки в ротовій порожнині.
Цихліди мають зуби як в горлі, так і в ротовій порожнині. Ця унікальна еволюційна особливість дозволяє задати питання, яке є відправною точкою цього дослідження (PLoS Biology - журнал, організація-одержувач «Національний Інститут по Дослідженню Зубов і Щелепно-лицевої області» (NIDCR)). Чи однаково регулюється кількість зубів, розташованих в глотці і в ротовій порожнині?Дане питання представляється вкрай цікавим та інтригуючим. Дві щелепи є не тільки функціонально відокремленими і еволюційно не пов`язаними, але зуби, що розвиваються на них, мають абсолютно різних попередників. Зуби формуються завдяки взаємодії двох клітинних шарів - епітелій і мезенхима. Глоткові зуби можливо використовують ентодерму як епітеліального шару, а зуби ротової порожнини точно використовують ентодерму. Якщо кількість глоткових зубів регулювалося, або контролювалося подібно до зубів ротової порожнини, це могло свідчити про те, що зуби створені одним шляхом, не дивлячись на те, скільки їх і де вони розвиваються.
У даній роботі, на подив дослідників, було виявлено, що кількість зубів регулювалося схоже в двох щелепах. Щелепи ротової порожнини і глотки функціонували за загальними умовами щодо кількості зубів.
Як виявилося, були виявлені загальні гени, які формують зубну мережу генів. Ця мережа є спільною для більшої частини зубного ряду. Крім генів, відкритих в попередніх дослідженнях були виявлені гени eda і edar. Передбачається, що дані гени залучені виключно в освіту ентодермальних тканин. Однак в роботі гени були задіяні в прорізуванні глоткових зубів, які, як здається, утворюються з ендодерми. Таким чином, була розкрита роль eda і edar в тканинах, утворених з ендодерми. Також наголошується ідея про те, що перед щелепами, волоссям, лусками, пір`ям та іншими ентодермального тканинами завжди діють ці гени в зубної мережі глибоко в горлі.