Cómo consiguieron las ballenas sus dientes

Las ballenas son mamíferos, pero no se parecen a los mamíferos que viven a nuestro alrededor, ya que tienen una cola triangular, no tiene patas traseras ni vello corporal. Y dentro de su boca, sus dientes no están familiarizados con el resto de los mamíferos. Un equipo multidisciplinario de investigadores ha registrado el registro fósil y el proceso de desarrollo embrionario para investigar cómo la ballena obtiene sus dientes.

La mayoría de los mamíferos tienen cuatro tipos de dientes, cada uno para tareas específicas. En la mayoría de los mamíferos hay unos con forma de cuña llamados  incisivos, caninos afilados y premolares y molares con protuberancias y valles que encajan como un mortero al masticar. No todas las ballenas tienen dientes, pero los que los tienen, como las orcas, tienen hileras de paridad sencilla. Las ballenas utilizan esta fila de pinchos de dientes para agarrar su presa, pero a diferencia de otros mamíferos, las ballenas no mastican. En un nuevo estudio publicado hoy en la revista de acceso abierto PeerJ, Armfield Brooke y sus colegas investigan los procesos de desarrollo que hacen que los dientes de los delfines, los primos pequeños de las ballenas, sean diferentes, y lograron un seguimiento de la progresión evolutiva de su dentición única en el registro fósil .

Las ballenas evolucionaron a partir de mamíferos terrestres y así Armfield y su equipo de trabajo rastreó por primera vez en el registro fósil para averiguar cuándo y cómo las ballenas evolucionaron sus dientes simples. El registro fósil muestra que, 48 millones de años atrás, las ballenas tenían los mismos cuatro tipos de dientes que la mayoría de otros mamíferos. Poco a poco, los dientes de las ballenas se hiceron más simples y adquirieron su característica apariencia de peine hace unos 30 millones de años, mucho después del momento en que habían adquirido una serie de adaptaciones para vivir en el agua.

A continuación, Armfield y sus colegas exploraron qué dientes se forman durante el desarrollo. Las proteínas específicas en el embrión capaces de causar el desarrollo de los dientes y que puedan crecer en ciertas formas. Armfield y sus colegas se concentraron en dos proteínas, BMP4 ( proteína morfogenética ósea 4) y FGF8 (factor de crecimiento fibroblástico 8).  BMP4 convierte dientes en desarrollo en dientes simples, y esto ocurre cerca de la punta de las mordazas, donde se forman los incisivos. Antes de dientes que se forman en el embrión, FGF8 está presente en la parte posterior de la mandíbula y conduce al desarrollo de los dientes molares con sus complejas colinas y valles en ratones y otros mamíferos.

Armfield y sus colaboradores estudiaron FGF8 y BMP4 en embriones de cerdo, parientes de ballenas y delfines. Los cerdos tienen los cuatro tipos típicos de  dientes, y, por supuesto, las dos proteínas se distribuyen de la misma manera como lo en otros mamíferos, lo que muestra que los ancestros de las ballenas probablemente tenían esta distribución de xpresión génica también. A continuación, los autores pasaron a examinar embriones de delfines. Aquí, el patrón era diferente: FGF8 estaba presente en la parte posterior de la mandíbula, pero BMP4 estaba presente a lo largo de toda la longitud de la mandíbula, incluyendo dónde FGF8 se encontraba. Los autores plantearon la hipótesis de que la presencia de BMP4 en superposición en estas nuevas áreas hace que los dientes a lo largo de la mandíbula sean más simple en forma, como los incisivos, y que puedan ser similares entre sí. Curiosamente, otros investigadores han demostrado que en embriones de ratón en los que se introducía BMP4 experimentalmente en la parte posterior de la mandíbula, mostraban que los dientes también tomaban este aspecto simplificado.

“Es emocionante identificar un cambio molecular que se produjo en la naturaleza y que tan dramáticamente ha influido en la forma en que un mamífero puede crecer en el océano y luego trazar la evolución de ese cambio en el registro fósil “, dice Armfield. “Un simple cambio en la localización de las proteínas que influyen en la forma de los dientes encontrados en las ballenas nos puede ayudar a entender mejor cómo los mamíferos evolucionaron un gusto por lo complejo en primer lugar.”

El co-autor del estudio, Thewissen añade: “Esto demuestra que los cambios importantes en el diseño de un animal pueden ser resultado de pequeños cambios en el desarrollo temprano, simplemente desplazando la región en la que una proteína ya existente se produce, y  es un ejemplo hermoso y detallado de cómo un cambio pequeño en un desarrollo puede tener un gran efecto en la evolución.”

Enlace original: How the whale  got its teeth