Ежелгі балықтың шкаласында төрт аяқты тіс эмаль пайда болды • Елена Наймарк • «Элементтер» туралы ғылымдар • Эволюция, генетика, ихтиология

Ежелгі балықтар ауқымында төрт аяқты тіс эмаль пайда болды

Сурет. 1. Қараңғы каратаж шырыны (Lepisosteus oculatus), Солтүстік Американың тұщы су объектілерінің тұрғыны, бірқатар қарабайыр қасиеттерге ие. Оның геномының декодтауы жер үстіндегі омыртқалы жануарлардың тіс эмальдарының пайда болуына себеп болды. Сурет primitivefishes.com

Тіс эмальдері – жануарлардың ең ауыр тіні. Жердегі төртбұрыштың пайда болуы мен қалыптасуы салыстырмалы анатомия мәселесі бойынша шешілмеген мәселе болып қала берді. Қарабайыр шаян шабытының геномында және қазіргі заманғы және қазба балығындағы таразыларда, сүйектерде және тістерде эмальды бөлу туралы жалпылама мәліметтер туралы жаңа мәліметтер оның пайда болуының бастапқы кезеңдерін анықтауға мүмкіндік берді. Эмальдың пайда болуының ең ежелгі рентген балықтарының тері массасына байланысты екенін дәлелдеуге болады.

Көп ұзамай табылған шошқылдың қабығы геномы жарияланды (Lepisosteus oculatusкүріш 1), сүйкімді балықтың базалық өкілдерінің бірі (шын мәнінде, бұл балық шабақ емес, бірақ аз ғана оған ұқсас). Шалғынды шұқыған шабадан басқа Пантирников (Lepisosteiformes) бұйрығы қазіргі заманғы балықтардың тағы алты түрін және онға жуық ұрықты қамтиды; олар қалған балықтарға қатысты бауырластық топты қалыптастырады. Олардың барлығы салыстырмалы қарабайырлық сипаттамалар жиынтығымен сипатталады: ганоид таразы,ішектегі спираль клапан, өкпе, гетерокарк құйрығы ретінде қолданылатын жүзу майы.

Сондықтан, кассаф шабуының ДНҚ тізбегіне ие болған ғалымдар балық эволюциясына байланысты көптеген қызықты мәселелерді шеше алды. Мысалы, телеост балықтарындағы ата-аналардағы геномды қайталамаудың салдарын еске салмайтын балықтардың және төртбұрыштардың бүйірін түзу, қарабайыр төртбұрыштарда әуе демалуын жақсарту немесе телеост балықтарындағы мамандандырылған инновациялар туралы сұрақтар (қараңыз: JS Taylor et al., 2001). Салыстырмалы геномика балық үшін дәлелдемелерді береді

Упсала университетінің (Швеция) және Пекин омыртқалы палеонтология және Қытай ғылым академиясының палеоантропология институтының ғалымдары бұл деректерді пайдалана отырып, омыртқалы жануарлардың тіс щеткасының пайда болу мәселесіне тоқталды. Зерттеудің басты қасқырлы картасы – генетика туралы қазба ескі балық туралы деректермен үйлестіру. Осындай одақтың көмегі арқасында балық пен омыртқалы балықтардағы тіс, таразылар мен интегралдық құрылымдардың гомологиясы туралы салыстырмалы анатомия мәселесі шешілген.

Салыстырмалы анатомиядан ғалымдар келесі мәліметтерге ие болды:

  • Жер үсті тетроподы (тетраподы) дентин негізі ауыр эмальмен қапталған жақтардағы тістері бар.
  • Динтин қабатын жабатын сол эмаль фин-фин балықтарында да бар. Олар эмальды қабықша құрылымдарда (таразаның тістерін жабу және бастың жабысқақ сүйектерінде) бар.
  • Эмальдің орнына примитивные полиэпирлер мен касапаттар, олардың таразыларында ганоин бар (қараңыз: Ганеин) – эмальға ұқсас қосылыс, бірақ одан да жақсы. Олардың жоғарғы жағындағы тіс тесігі акрод эмальді қабатымен жабылған.
  • Ең ежелгі рентген балықтардың бірі, Девониан Cheirolepisтеріге және тері құрылымына эмаль немесе ганоин табылған жоқ.
  • Сүйек және шеміршек балықтарда таразыларда, жабысқақ сүйектерде немесе тістерде нақты эмаль жоқ. Дақтарды және тістері бар (және акулалар тістері таразылардың туындысы бар) олардың штаммды таразыларында шырышты балықтар бар болса да, дентин бар. Сондай-ақ, жоңышқа арналған сүйек балы акродқа негізделген эмальді ұқсас құрылымы бар.

Мұның барлығы күріш көрсетілген. 2

Сурет. 2 Тіс үстіндегі эмальдың, бас бедерлі сүйектері мен балықтардағы бүгінгідей таразылардың болуы туралы деректер жиынтығы (көрсетілгендей) қара) және жойылған (сұр).Телеосттар – сүйкімді балықтар, тетроподтар – төрт аяқты жануарлар, Чондитьяндар – шеміршекті балықтар. Табиғат

Бұдан басқа, балық терісіндегі тісті және тісті тістердің әртүрлі жолмен салынғаны және дамығаны белгілі. Омыртқалы жануарлардың тіс эмальдерін құру мен дамытуға жауапты гендер кешені жақсы танымал, ол барлық төрт қырлы және алтын құстың құстарында кездеседі, бірақ сүйек және шеміршек балықтарында бұл гендер жоқ (бұл кешеннің бір ғана гені табылған).

Жер бетінен төртбұрыш қай жерде пайда болды? Осы балл бойынша кем дегенде екі гипотеза бар (3-сурет). Олардың біреуіне сәйкес, пласоид таразылары бастапқы нүкте болып, содан кейін ганоин пайда болды, содан кейін акродин және эмаль. Және басқа көзқарасқа сәйкес, ганоин эмальды гомолог болып табылмайды және оны эмальмен параллель жалғастырады. Бұл соңғы жағдайда шаян тәрізді шаянның тістері мен гониді шкаласы финляндталған балықтарға ұқсас болмайды.

Сурет. 3 Тістердің шыққан гипотезасы. A1 – олар тері тістерінен пайда болды, бірте-бірте беткі қабатқа орофарингальды қуысына қарай жылжыды. A2 – сол, бірақ сыртқы эктодермиялық құрылымдарымен ішкі мезо-эндодермальды маталардың қажетті синтезін ескере отырып. Ішінде – таяқшалар эндодермальды болып табылады, олар ішінен ішектердің сыртқы жағына ауысып, тері эктодермальды ілмектерге ешқандай қатысы жоқ. G. J. Fraser және т.б., 2010 ж. Мақаласынан алынған сурет. Одонтода жарылысы:

Бұл «гипотетикалық» даудың қарама-қарсы геномын шешуге не қосыла алады? Анықталғандай, қабық шабуына тіс эмальді тетропода өндіруге жауапты гендердің барлығы жинақталған. Амелобласттардың жасушадан тыс матрицасын өндіруге жауапты кешенді тек бір ген жоқ, AMEL, эмаль қабатының қабаты қойылған тістің түзілу сатысында эмаль өндірісінің жауапты клеткалары (қараңыз: Амелобласт). Бұл гендер тістің емес, шортан қабығының терісінде көрінеді. Осы тұрғыдан алғанда, гранинмен жасалған гауһардың эмблемасы ұқсастығы сияқты қару-жарақ шкаласында көрінеді. Егер тетраподы тіс тістерін қалыптастыратын гендер қарабай мен қарбаластың ортақ аталары арасында, қарабайыр (латекстік) және тіс эмальдарының қалыптасуы және онымен бірге тетрапоидтердің тістері болса, . Бұл эволюциялық жолдағы тері тістеріне тістерге гомолог болып шықты.

Қарапайым балықтардың қазба қалдығы осы гипотезаны жақсы растады және тіс қалыптасуының негізгі сәтін қалпына келтіруге көмектесті. Ол үшін Силурий рентген балықтарын қайта дайындау қажет болды. Lophosteus және Андреолпис Швециядан (қараңыз: H. Botella және т.б., 2007. Jaws және сүйек балықтар) және Devonian Psarolepis Қытайдан. Бұл қазба түрлерінің кейбір үлгілері тұтас сүйектерді, таразыларды және тістерді сақтап қалды. Бар Lophosteus тістер мен эмальдардағы эмаль жоқ. Бар Андреолпис Эмаль массада орналасқан, бірақ бас және тістің ажырамайтын сүйектерінде емес. Бар Psarolepis Эмаль эпителиальді сүйектерде және тістерде емес, таразыда табылған. Қызықты нәрсе бар Psarolepis Төменгі жақтың эмальсыз тістері бар, бірақ сонымен қатар олар бір-бірімен тығыз сүйектің бірнеше ұсақ тамырларымен бірге жүреді және бұл шағын тістердің эмальмен жабылғаны (4-сурет).

Сурет. 4 Төменгі жақтың фрагменті Psarolepis эмальмен жабылған тұтас сүйекке арналған тістері бар. Шкаланың ұзындығы 5 мм. Талқылаудағы мақаланың фотосуреттері Табиғат

Барлық осы деректер қорғаныштық дентин құрылымдарына беріктікті қамтамасыз ететін гендердің жиынтығы қарабайыр шырышты балықта пайда болды (5-сурет). Бастапқыда бұл гендер теріде жұмыс істеді, эмаль қабатын тек масштабтарда, сосын басындағы қабықшалы сүйектерде қалыптастырды.Сондықтан, зерттеушілер жазғандай, қазбаның таңқаларлық емес Андреолпис Эмаль тек масштабтарда табылды (бұған дейін бас және таразы сүйектері – олар ажыратылған күйде табылған – әртүрлі балықтарға жатады деп саналған). Келесі кезеңде эмальды қалыптастырушы гендердің комплексі ауыз қуысында тістері арқылы көрінді. Ақрелин сүйектен тұратын балықтарда пайда болды. Бұл схема қазба деректерін генетикалық деректермен логикалық түрде байланыстырады.

Сурет. 5 Төрт аяқты тісті эмаль қалыптастыру схемасы. Ашық сұр – эмальсыз тері құрылымдары, қара сұр – эмальсыз интегралдық сүйектер, көк – эмальмен тері құрылымдары, көк – эмальмен түйіршікті сүйектер, қызыл – эмальмен қапталған тіс, қара түс – эмальсыз, жасыл түсті – акродин, ақ жұлдыз – Гитрологиялық эмаль емес, Vitrodentin. Мақаланың схемасы Табиғат

Эмаль, акродин және ганоин молекулалық механизмдері туралы көптеген сұрақтар бар. Олар, негізінен, бір-біріне жақын және кейбір қосымша реттеушілерді енгізуді талап етеді. Бірақ, ең алдымен, авторлардың айтуы бойынша, тіс эмальдарының саяхаты ауыз қуысында емес, дененің жабын таразыларымен басталды.Бұл эволюциялық жолда эмаль екі топологиялық кедергілерді жеңіп алды: алдымен дененің басына, содан кейін бастың бетіне ауыз қуысының ішкі жағына өтті.

Дерек көзі: Qingming Qu, Tatjana Haitina, Min Zhu & Per Erik Ahlberg. Эмальді деректердің пайда болуы Табиғат. Жарияланды 23 Қыркүйек 2015. DOI: 10.1038 / nature15259.

Елена Найрамк


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: