新研究揭示了牙釉質(zhì)的起源
根據(jù)本周發(fā)表在“自然”雜志上的一項新研究,牙釉質(zhì)在皮膚中進化并在很久之后定植于牙齒。
牙釉質(zhì)是人體產(chǎn)生的最硬物質(zhì),幾乎完全由沉積在三種獨特釉質(zhì)基質(zhì)蛋白質(zhì)基質(zhì)上的礦物磷灰石(磷酸鈣)組成。
像其他陸地脊椎動物一樣,人類只有口腔中的牙齒,但某些魚類如鯊魚也在身體的外表面上具有微小的牙齒狀鱗片(真皮細齒)。
在許多化石骨魚和一些古老的生物,如斑點雀(Lepisosteus oculatus),鱗片上覆蓋著一種叫做ganoine的琺瑯質(zhì)組織。
來自瑞典烏普薩拉大學(xué)和中國脊椎動物古生物學(xué)和古人類學(xué)研究所的一組科學(xué)家研究了斑點雀的基因組,發(fā)現(xiàn)它包含了我們?nèi)N釉質(zhì)基質(zhì)蛋白中的兩種的基因:第一種是從光線中識別出來的。有鰭的骨魚。
此外,這些基因在皮膚中表達,強烈暗示甘氨酸是一種琺瑯質(zhì)。
但琺瑯質(zhì)起源于哪里 - 口腔內(nèi),皮膚上,或兩者兼而有之?
這個問題的答案是兩條史前魚類 -來自中國泥盆紀的Psarolepisromeri和來自瑞典志留紀的Andreolepis。
在Psarolepis romeri中,鱗片和面部的牙齒被琺瑯覆蓋,但牙齒上沒有牙釉質(zhì);在Andreolepis只有鱗片帶有琺瑯質(zhì)。
“我們證明了Psarolepis romeri,一種來自早泥盆世時期的硬骨魚,它將鱗片上的牙釉質(zhì)覆蓋的皮膚牙齦和牙齒的牙齒與顱骨結(jié)合在一起,并且Lepisosteus oculatus具有在皮膚中表達的enam和ambn基因,可能科學(xué)家在“自然”雜志上寫道。
“化石證據(jù)進一步得到了志留紀骨魚Andreolepis的支持,這種魚具有琺瑯覆蓋的鱗片,但牙齒和牙齒上的牙齒和牙齒由裸露的牙本質(zhì)制成,表明這種組織起源于真皮骨骼,可能在鱗片上。”
該研究的資深作者烏普薩拉大學(xué)的Per Ahlberg教授解釋說:“Psarolepisromeri和Andreolepis是最早的骨魚之一,因此我們認為他們?nèi)狈ρ烙再|(zhì)是原始的,而不是專業(yè)化。”
“看起來琺瑯質(zhì)起源于皮膚,我們稱之為ganoine,而且只會在稍后的時候?qū)⒀例X定植。”
該研究首次將新的古生物學(xué)和基因組數(shù)據(jù)結(jié)合在一起,以探索組織進化。
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