A cetek evolúciója egy fejlődésbiológus számára szűnni nem akaró kincsesbánya.
A lábatlanság kialakulása mellett, nagyon érdekes kérdés marad a koponya evolúciója, hiszen a belső fül átalakulása echolokációhoz, az orrnyílás vándorlása, és a fogazat változása mind-mind komoly buherálását igényelte az ősi fejlődési programnak.
Utóbbi (a fogazat) esetében természetesen az extrém példa a sziláscetek (Mysticeti) esete, ahol a valódi fogazat gyakorlatilag eltűnt, helyette a szilák alakultak ki (bár emrbionális korban megjelennek a fogkezdemények) és eközben pszeudogénesedtek a fogzománcot kódoló gének.
De ha a fogas cetekkel (Odontoceti) maradunk, akkor is felfigyelhetünk egy-két, emlős szemmel érdekes dologra: először is például egy delfinnek nagyon sok foga van – egy átlagosnak vehető disznóval összevetve (lásd fent) ez igencsak feltünő. A másik, legalább ennyire érdekes dolog, hogy ezek a fogak egyformák. Míg a “szabvány” emlős fogazatban általában specializált (metsző-, szem-, örlő-) fogak sorakoznak egymás mellett, a cet fogsor egyfajta ún. unicuspid (egyhegyű) fogak unalmas sorozatából áll.
Mivel a bálnaősök fogazata koránt sem volt ennyire egyforma (a már kifejezetten cetformájú Basilosaurus-nak is összesen 10 darab, négy különböző típusú foga volt egy-egy félálkapcsában), felmerül hát a kérdés, hogy miképpen is változott a fogazat fejlődési programja az evolúció során.
Hogy ezt jobban megértsük, egy picit el kell időznünk azon, hogy milyen jelátviteli folyamatok játszanak szerepet a “normál” emlős fogazat kialakításában.
Elsősorban egérben végzett kutatások kimutatták, hogy a száj első (ún. rostralis) részén található, döntően unicuspid típusú fogak jelenléte a Bmp4 gén kifejeződésével van összefüggésben, míg a hátsó (caudalis részen levő), több csúcsú (multicuspid) fogak az Fgf8 indukálta FGF-jelátvitelnek köszönhetőek.
Amint azt ennek alapján várni lehet, a két gén expressziója egy kellően diverz fogazatú állatban (maradjunk akkor már a malacoknál) kb. komplementer módon oszlik el. És ez az, amiben a jelek szerint a delfinek különböznek: amikor specifikus ellenanyag-festést végeztek, akkor az Fgf8 fehérje, más emlősökhöz hasonlóan, csak a hátsó száj-epitheliumban volt kimutatható, de a Bmp4 mindkét régióban jelen volt.
Vagyis, ha evolúciós értelmet próbálunk mindennek adni, akkor a fogascetek fogazatának fejlődésében megjelenő legjelentősebb újítás (ami a fosszíliák alapján a csoport kialakulásának viszonylag kései időpontjában következett be) a Bmp4 expressziós tartományának kiszélesedése lehetett, aminek következtében a szájban mind a rostralis, mind a caudalis pozíciókban hegyes, unicuspid fogak alakulhattak ki.
Természetesen ez még csak egyik része a történetnek, és koránt sem magyarázza a fogak számának igen impozáns növekedését, de remélhetőleg egyszer majd arra is sor kerül.
(2013) Development and evolution of the unique cetacean dentition. PeerJ 1:e24 http://dx.doi.org/10.7717/peerj.24
Bocs, de milyen állat az a bizonyos “Shew”?
A szótár tanácstalan, (vagy én vagyok béna) a sematikus állkapocs alapján valami főemlősféle lehet…
Szerintem “shrew” akart lenni, ami cickány(félé)t jelent.
És vajon milyen adaptív előnyt jelent az ilyen fogazat? Sok helyen lehet találkozni azzal az érveléssel, hogy az emlős fogak azért differenciáltak, mert tökéletesen elő kell készíteniük a táplálékot a gyors emésztéshez, amire a gyors anyagcsere miatt van szűkség. Ennek pedig – szól az érvelés – az a hátránya, hogy az emlősök nem cserélhetik folyamatosan a fogaikat, egész életük során, mint mondjuk a hüllők, mert akkor elveszítik azt a tökéletes illeszkedést, amit a differenciált fogak jelentenek. A ceteknél mi a helyzet?
Úgy tűnik, tipikus halevő fogazatuk van, mint mondjuk a csukának, vagy a gaviálnak, de vannak köztük emlősökre vadászó fajok is. Milyen hatással van az anyagcseréjükre, hogy nem rágják meg a táplálékot?