JornalDentistry em 2025-5-26
Uma nova investigação mostra que a dentina, a camada interna dos dentes que transmite informação sensorial aos nervos dentro da polpa, evoluiu inicialmente como tecido sensorial nos exoesqueletos blindados dos peixes antigos.
Qualquer pessoa que já tenha sido submetida a uma limpeza dentária sabe o quão sensíveis os dentes podem ser. Esta sensibilidade fornece um feedback importante sobre a temperatura, a pressão — e sim, a dor — enquanto mordemos e mastigamos os nossos alimentos. No entanto, as partes sensíveis dentro do esmalte duro evoluíram primeiro para algo bastante diferente.
Uma nova investigação da Universidade de Chicago mostra que a dentina, a camada interna dos dentes que transmite informação sensorial aos nervos dentro da polpa, evoluiu inicialmente como tecido sensorial nos exoesqueletos blindados dos peixes antigos.
Os paleontólogos acreditam há muito tempo que os dentes evoluíram a partir das estruturas irregulares desta armadura, mas a sua finalidade não era clara. O novo estudo, publicado esta semana na Nature, confirma que estas estruturas num antigo peixe vertebrado do período Ordovícico, há cerca de 465 milhões de anos, continham dentina e provavelmente ajudaram a criatura a sentir as condições da água à sua volta.
A investigação mostrou ainda que as estruturas consideradas dentes em fósseis do período Câmbrico (há 485-540 milhões de anos) eram semelhantes a características da armadura de invertebrados fósseis, bem como aos órgãos sensoriais nas conchas de artrópodes modernos, como caranguejos e camarões. Estas semelhanças implicam que os órgãos sensoriais da armadura de diversos animais evoluíram separadamente tanto em vertebrados como em invertebrados para os ajudar a sentir o mundo maior à sua volta.
"Quando pensamos num animal primitivo como este, a nadar com uma armadura, ele precisa de sentir o mundo. Era um ambiente predatório bastante intenso, e ser capaz de sentir as propriedades da água circundante teria sido muito importante", disse Neil Shubin, PhD, Professor Distinto de Biologia Organismal e Anatomia da Cátedra Robert R. Bensley na Universidade de Chicago e autor sénior do novo estudo. “Então, aqui vemos que os invertebrados com armaduras como os caranguejos-ferradura precisam
Noite no acelerador de partículas
Yara Haridy, PhD, investigadora de pós-doutoramento no laboratório de Shubin que liderou o estudo, não estava à procura das origens dos dentes quando iniciou o projeto. Em vez disso, ela esperava responder a outra antiga questão paleontológica: qual é o primeiro vertebrado do registo fóssil? Haridy pediu a museus de todo o país espécimes fósseis do período Câmbrico (há 485-540 milhões de anos) para poder fazer uma tomografia computorizada, procurando sinais reveladores de características de vertebrados.
Um desses sinais, pelo menos nos peixes mais recentes, é a presença de dentina no interior das saliências da armadura exterior, denominadas odontódios. Haridy recolheu centenas de espécimes, alguns apenas pequenos fragmentos que caberiam na ponta de um palito. De seguida, levou-os ao Laboratório Nacional de Argonne para uma sessão de digitalização que durou toda a noite, utilizando o Advanced Photon Source, que captou imagens de tomografia computorizada de altíssima resolução dos fósseis. "Foi uma noite no acelerador de partículas; foi divertido", disse Haridy.
Quando começaram a ver as imagens das varreduras, uma das amostras de um fóssil cambriano chamado Anatolepis parecia apresentar as características de um peixe vertebrado. Apresentava uma série de túbulos, ou poros abaixo dos odontódeos, preenchidos com material que continha as assinaturas químicas da dentina. Se fosse realmente um vertebrado, este espécime teria estendido o registo fóssil em dezenas de milhões de anos.
"Estávamos a dar high fives um ao outro, tipo 'meu Deus, finalmente conseguimos'", disse Haridy. "Esta terá sido a primeira estrutura semelhante a um dente nos tecidos vertebrados do Câmbrico. Por isso, ficámos bastante entusiasmados quando vimos os sinais reveladores do que parecia ser dentina."
Tinham de confirmar isso, claro, por isso começaram a analisar imagens de outros espécimes que Haridy digitalizou. Esta biblioteca de conchas e esqueletos incluía tudo, desde outros fósseis antigos a caranguejos, caracóis, escaravelhos, cracas, tubarões e raias modernos, bem como peixes-gato miniatura que Haridy criou num aquário.
Depois de compararem o possível vertebrado Anatolepis com um fóssil de artrópode conhecido do Museu Público de Milwaukee, perceberam que o que pareciam túbulos revestidos de dentina de um vertebrado eram mais parecidos com os órgãos sensoriais das conchas de caranguejo, chamados sensilas. Isto significa que o Anatolepis, que foi considerado um vertebrado nas páginas da Nature em 1996, é um antigo artrópode invertebrado. Os grandes túbulos de outro vertebrado do Ordovícico chamado Eriptychius eram semelhantes em estrutura a estas sensilas, mas continham dentina.
"Mostra-nos que os 'dentes' também podem ser sensoriais mesmo quando não estão na boca", disse Haridy. "Portanto, há uma couraça sensível nestes peixes. Há uma couraça sensível nestes artrópodes. Isto explica a confusão com estes animais do início do Câmbrico. As pessoas pensavam que este era o primeiro vertebrado, mas na verdade era um artrópode."
Estruturas semelhantes a dentes espalhadas pelo registo fóssil
Os tubarões, as raias e os peixes-gato também têm estruturas semelhantes a dentes, chamadas dentículos, que fazem com que a sua pele pareça uma lixa. Quando Haridy estudou os tecidos do seu peixe-gato, viu que os dentículos estavam ligados aos nervos, tal como um dente estaria. Ela disse que as semelhanças com os dentes, os antigos odontódios dos peixes blindados e as sensilas dos artrópodes eram impressionantes.
Acreditamos que os primeiros vertebrados, estes peixes grandes e blindados, tinham estruturas muito semelhantes, pelo menos morfologicamente. Parecem-se com os artrópodes antigos e modernos, porque todos eles produzem esta camada mineralizada que reveste os seus tecidos moles e os ajuda a sentir o ambiente", disse ela.
Existem duas escolas de pensamento sobre como estas estruturas acabaram por se tornar dentes. Uma delas, a hipótese "de dentro para fora", diz que os dentes surgiram primeiro e depois foram adaptados para exoesqueletos. Este artigo apoiaria a segunda hipótese, "de fora para dentro", que diz que as estruturas sensíveis se desenvolveram primeiro nos exoesqueletos e, a dada altura, os animais utilizaram o mesmo conjunto de ferramentas genéticas para produzir dentes sensíveis também.
Embora não tenham identificado os primeiros peixes vertebrados, Shubin disse que esta descoberta valeu a pena o esforço.
"Para alguns destes fósseis que supostamente eram vertebrados primitivos, mostrámos que não eram. Mas isso foi um pouco enganador", disse Shubin. "Não encontrámos o mais antigo, mas, de certa forma, encontrámos algo muito mais giro."
O estudo, "A origem dos dentes dos vertebrados e a evolução dos exoesqueletos sensoriais", foi apoiado pela National Science Foundation, pelo Departamento de Energia dos EUA e pela Brinson Family Foundation. Autores adicionais incluem Sam C.P. Norris, Matteo Fabbri, Neelima Sharma, Mark Rivers, Patrick La Riviere e Phillip Vargas da Universidade de Chicago; Karma Nanglu e Javier Ortega-Hernández da Universidade de Harvard; e James F Miller da Universidade Estadual do Missouri.
Fonte: University of Chicago / ScienceDaily
Foto: Unsplash/CCO Public Domain
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