Traços dentários herdados
Alterações nos dentes de primatas ligada a subir de macacos
Paleontologia
Procura simples características dentárias herdadas que poderiam levar a genes que controlam o desenvolvimento dos dentes, os pesquisadores descobriram uma característica à medida fácil que acompanha a evolução dos primatas ao longo dos últimos 20 milhões de anos, lançando luz sobre o declínio misterioso de macacos ea ascensão dos macacos 8 milhões de anos atrás. A pesquisa mostra que os macacos diversificada e assumiu o nicho dentição da maioria dos macacos. Macacos com dentição periféricas, incluindo os ancestrais humanos.
leontólogos UC Berkeley identificaram características distintivas dos dentes de primatas que lhes permitem acompanhar a evolução dos nossos macacos e de macacos ancestrais, lançando luz sobre um aumento misteriosa em espécies de macacos que ocorreu durante um período de mudanças climáticas 8 milhões de anos atrás.
As características dentárias herdados também irá ajudar os pesquisadores a rastrear os genes que controlam o desenvolvimento dos dentes, ajudando os cientistas a intenção de renováveis em vez de substituir dentes.
Os recursos foram descobertos após estudo detalhado das formas de molares e pré-molares herdados por babuínos em uma colônia de longo estudou no Centro Nacional de Pesquisa Primata Sudoeste em San Antonio, Texas. Uma vez que ficou claro que os comprimentos relativos dos molares e pré-molares são uma característica hereditária muito parecido com a cor dos olhos, os pesquisadores mediram esses traços nos dentes de outros primatas, peneirar coleções de museus em todo o mundo.
Os dados de medição provar que o recurso é herdada de uma forma semelhante em todos os primatas - incluindo os humanos - e varia entre diferentes espécies e gêneros de uma forma que reflete as relações evolutivas funcionou anteriormente, analisando ossos e comparando genes.
"Isso mostra que podemos usar o poder da história evolutiva para desbloquear o que está acontecendo geneticamente em animais sobre os quais você não pode experimentar, tais como seres humanos", disse o líder do estudo Leslea Hlusko, um professor associado UC Berkeley da biologia integrativa. "Nós encontramos dois traços herdados, mas identitying os traços é apenas o primeiro passo. Agora temos de descobrir o que as sequências do genoma são as que estão subjacentes essas características, que nos permitirão descobrir o que causou essas mudanças evolutivas na dentição. "
Hlusko e seus colegas UC Berkeley - ex-pós-colega Christopher Schmitt, agora na Universidade de Boston, e pós-graduação Tesla Monson e Marianne Brasil - juntamente com Michael Mahaney da Universidade do Texas, Rio Grande Valley em Brownsville, vai publicar sua análise esta semana na jornal Proceedings da Academia Nacional de Ciências .
Quando Hlusko e seus colegas analisaram a forma como os dois traços recentemente identificados alterados em primatas ao longo dos últimos 20 milhões de anos, eles notaram uma mudança incomum na forma do dente nos mesmos macacos tempo começou a morrer e macacos a proliferar. Isso aconteceu cerca de 8 milhões de anos atrás, na época do Mioceno, como a Terra começou a se aquecer, o Mar Mediterrâneo secou e densas florestas da África transição para pastagens e savanas. Ao mesmo tempo, numerosas espécies de macacos, que tinham vivido toda a África e sul da Europa, começaram a desaparecer, e os macacos evoluíram mais linhagens. Hoje existem 19 macaco gêneros, enquanto macacos caíram para apenas seis: os seres humanos, chimpanzés, bonobos, gorilas, organutans e gibões.
"Se você voltar para o Mioceno, era um mundo macaco com praticamente nenhum ou muito poucos macacos", disse Hlusko. "Agora, é exatamente o contrário: temos apenas um punhado de macacos e um monte de macacos."
A mudança na dentição sugere que os macacos assumiu um nicho que os macacos anteriormente ocupado, embora se isso era um nicho dietético ou tinha mais a ver com o ciclo de vida dos primatas continua a ser descoberto, ela disse. Dentição pode evoluir não só por causa das mudanças nos tipos de animais destinados à alimentação mastigar, mas também como resultado de mudanças em quando e como eles explodem durante o desenvolvimento.
"Monkeys mudou-se para esse nicho macaco, em termos de um padrão dental, mas o que exatamente isso significa que eu não sei ainda", disse Hlusko, um membro da Evolução Humana Research Center da UC Berkeley. "Pode ser algo mais complicado do que apenas dieta. Talvez fosse o tipo de comida que comemos em diferentes fases das suas vidas, ou ele pode ter a ver com o calendário de grandes eventos da história de vida que podem influenciar o momento da erupção dentária, como quando eles atingiram a maturidade sexual. "
Interesse de Hlusko na evolução dos ossos e dentes, e os genes que os controlam, sai de seu interesse em paleontologia e origens humanas. Durante milhões de anos, nossos ancestrais humanos e primatas deixou um rastro de dentes que ela e outros paleontólogos têm seguido pistas para nossa história evolutiva.
Infelizmente, o que se sabe sobre os 300 ou mais genes que controlam o desenvolvimento dos dentes vem principalmente de estudos com ratos, e os dentes são muito diferentes dos de primatas, de que divergiram cerca de 70 milhões de anos atrás.
"Os ratos são um bom modelo para a compreensão de como os dentes são feitos, mas não é um bom modelo para compreender os detalhes de como os dentes evoluiu", disse ela. "Isso é importante do ponto de vista odontologia, porque as pessoas estão realmente interessados na regeneração de dentes de modo que não tem que ter dentes falsos implantadas em nossos queixos. Para induzir o crescimento de uma nova, no entanto, que seria muito útil saber como eles crescem naturalmente, para começar. "
Em sua busca por genes importantes no desenvolvimento dental, Hlusko usa uma clássica abordagem genética quantitativa que se aplica as regras da hereditariedade, descoberto há 150 anos em estudos de traços simples de Gregor Mendel nas ervilhas, características para não tão simples como os tamanhos e formas de dentes. Geneticistas classificam características como o tamanho do dente e da forma como "complexo", porque eles são afetados por variações de ADN dentro de muitos genes.
"Embora biologicamente real, os efeitos individuais de muitos desses genes, ou variações dentro deles, são muito pequenas", disse Mahaney. "Um dos objetivos da Leslea é detectar e identificar alguns destes genes com efeitos importantes sobre a variação no tamanho dos dentes e forma em geral. Tais genes-chave provavelmente serviria como sinalização para vias biológicas importantes para o desenvolvimento dental normal e desordenada ".
Vários anos atrás, Hlusko usado milhares de esqueletos do rato com pedigree no Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley para mostrar que a frente da boca - os caninos e incisivos - está sob controle genético totalmente separada da parte de trás da boca - os molares e pré-molares. Isto significa que, na adaptação às alterações no ambiente ou dieta, dentes na frente da boca pode evoluir de forma independente de dentes na parte de trás, ou vice-versa.
Agora, com a ajuda de 632 membros da colónia babuíno, ela encontrou duas medidas de dentes na parte posterior da boca que parecem estar sob o controlo de alguns genes. Um deles é a relação entre os comprimentos do terceiro molar e o primeiro molar; o outro a razão entre os comprimentos do segundo molar em relação ao quarto pré-molar.
"Em vez de pensar de cada dente como uma unidade separada, descobrimos que o tamanho relativo do primeiro em relação ao último molar é uma característica hereditária, como anexo de lóbulo da orelha. O mesmo vale para o tamanho relativo da última pré-molar em relação aos molares ", disse ela. "Transformamos a dentição em traços simples e, a partir disso, elucidou uma grande mudança diversidade na evolução dos primatas. O próximo passo é olhar para trás ao genoma e ver se podemos encontrar os genes subjacentes a esta. "
Com base em medições de dentes de 723 existentes macacos do Velho Mundo de África e da Ásia - muitos deles medido por alguns alunos de 50 UC Berkeley graduação premed ou Pré-Odontológica - ela descobriu que este grupo de macacos também herda os dois traços tão simples como a cor dos olhos. Quando ela olhou mais longe - que mede os dentes de 199 macacos existentes, 56 fósseis macacos do Velho Mundo e 165 macacos fósseis - o padrão persistiu. Ao todo, as espécies que ela incluídas na amostra representavam 20 gêneros e 37 espécies de vida e de macacos extintos e macacos.
A análise revelou que 20 milhões de anos atrás, macacos variado enormemente essas características dentárias. Mas macacos começou a desenvolver algumas das mesmas características dentárias como macacos, símios e substituído que tinha características semelhantes. Apenas um pequeno número de macacos com características dentárias Ao contrário dos macacos de hoje sobreviveram, incluindo os nossos antepassados.
"Apenas os macacos com um intervalo específico de características dentárias tinha um tiro, e um deles foi o nosso ancestral", disse ela. "Essa mudança foi um primeiro passo importante na história evolutiva de nossa linhagem, e definir o cenário para a evolução de pé sobre duas pernas e um par de ligação. E uma vez que você começar a ligação dos pares você abre a porta para todos os tipos de coisas, como a infância e mais complexas interações sociais alargados - todos os tipos de coisas que os seres humanos fazem hoje ".
Hlusko expandiu seu estudo de olhar para uma ampla gama de dentes de mamíferos - incluindo muitos lobos terríveis dos poços de piche de La Brea, em Los Angeles - para ver se essas duas características são independentemente herdado em todos os animais.
As características dentárias herdados também irá ajudar os pesquisadores a rastrear os genes que controlam o desenvolvimento dos dentes, ajudando os cientistas a intenção de renováveis em vez de substituir dentes.
Os recursos foram descobertos após estudo detalhado das formas de molares e pré-molares herdados por babuínos em uma colônia de longo estudou no Centro Nacional de Pesquisa Primata Sudoeste em San Antonio, Texas. Uma vez que ficou claro que os comprimentos relativos dos molares e pré-molares são uma característica hereditária muito parecido com a cor dos olhos, os pesquisadores mediram esses traços nos dentes de outros primatas, peneirar coleções de museus em todo o mundo.
Os dados de medição provar que o recurso é herdada de uma forma semelhante em todos os primatas - incluindo os humanos - e varia entre diferentes espécies e gêneros de uma forma que reflete as relações evolutivas funcionou anteriormente, analisando ossos e comparando genes.
"Isso mostra que podemos usar o poder da história evolutiva para desbloquear o que está acontecendo geneticamente em animais sobre os quais você não pode experimentar, tais como seres humanos", disse o líder do estudo Leslea Hlusko, um professor associado UC Berkeley da biologia integrativa. "Nós encontramos dois traços herdados, mas identitying os traços é apenas o primeiro passo. Agora temos de descobrir o que as sequências do genoma são as que estão subjacentes essas características, que nos permitirão descobrir o que causou essas mudanças evolutivas na dentição. "
Hlusko e seus colegas UC Berkeley - ex-pós-colega Christopher Schmitt, agora na Universidade de Boston, e pós-graduação Tesla Monson e Marianne Brasil - juntamente com Michael Mahaney da Universidade do Texas, Rio Grande Valley em Brownsville, vai publicar sua análise esta semana na jornal Proceedings da Academia Nacional de Ciências .
A ascensão dos macacos e do declínio dos macacos
Quando Hlusko e seus colegas analisaram a forma como os dois traços recentemente identificados alterados em primatas ao longo dos últimos 20 milhões de anos, eles notaram uma mudança incomum na forma do dente nos mesmos macacos tempo começou a morrer e macacos a proliferar. Isso aconteceu cerca de 8 milhões de anos atrás, na época do Mioceno, como a Terra começou a se aquecer, o Mar Mediterrâneo secou e densas florestas da África transição para pastagens e savanas. Ao mesmo tempo, numerosas espécies de macacos, que tinham vivido toda a África e sul da Europa, começaram a desaparecer, e os macacos evoluíram mais linhagens. Hoje existem 19 macaco gêneros, enquanto macacos caíram para apenas seis: os seres humanos, chimpanzés, bonobos, gorilas, organutans e gibões.
"Se você voltar para o Mioceno, era um mundo macaco com praticamente nenhum ou muito poucos macacos", disse Hlusko. "Agora, é exatamente o contrário: temos apenas um punhado de macacos e um monte de macacos."
A mudança na dentição sugere que os macacos assumiu um nicho que os macacos anteriormente ocupado, embora se isso era um nicho dietético ou tinha mais a ver com o ciclo de vida dos primatas continua a ser descoberto, ela disse. Dentição pode evoluir não só por causa das mudanças nos tipos de animais destinados à alimentação mastigar, mas também como resultado de mudanças em quando e como eles explodem durante o desenvolvimento.
"Monkeys mudou-se para esse nicho macaco, em termos de um padrão dental, mas o que exatamente isso significa que eu não sei ainda", disse Hlusko, um membro da Evolução Humana Research Center da UC Berkeley. "Pode ser algo mais complicado do que apenas dieta. Talvez fosse o tipo de comida que comemos em diferentes fases das suas vidas, ou ele pode ter a ver com o calendário de grandes eventos da história de vida que podem influenciar o momento da erupção dentária, como quando eles atingiram a maturidade sexual. "
Buscando traços herdados simples
Interesse de Hlusko na evolução dos ossos e dentes, e os genes que os controlam, sai de seu interesse em paleontologia e origens humanas. Durante milhões de anos, nossos ancestrais humanos e primatas deixou um rastro de dentes que ela e outros paleontólogos têm seguido pistas para nossa história evolutiva.
Infelizmente, o que se sabe sobre os 300 ou mais genes que controlam o desenvolvimento dos dentes vem principalmente de estudos com ratos, e os dentes são muito diferentes dos de primatas, de que divergiram cerca de 70 milhões de anos atrás.
"Os ratos são um bom modelo para a compreensão de como os dentes são feitos, mas não é um bom modelo para compreender os detalhes de como os dentes evoluiu", disse ela. "Isso é importante do ponto de vista odontologia, porque as pessoas estão realmente interessados na regeneração de dentes de modo que não tem que ter dentes falsos implantadas em nossos queixos. Para induzir o crescimento de uma nova, no entanto, que seria muito útil saber como eles crescem naturalmente, para começar. "
Em sua busca por genes importantes no desenvolvimento dental, Hlusko usa uma clássica abordagem genética quantitativa que se aplica as regras da hereditariedade, descoberto há 150 anos em estudos de traços simples de Gregor Mendel nas ervilhas, características para não tão simples como os tamanhos e formas de dentes. Geneticistas classificam características como o tamanho do dente e da forma como "complexo", porque eles são afetados por variações de ADN dentro de muitos genes.
"Embora biologicamente real, os efeitos individuais de muitos desses genes, ou variações dentro deles, são muito pequenas", disse Mahaney. "Um dos objetivos da Leslea é detectar e identificar alguns destes genes com efeitos importantes sobre a variação no tamanho dos dentes e forma em geral. Tais genes-chave provavelmente serviria como sinalização para vias biológicas importantes para o desenvolvimento dental normal e desordenada ".
Como reconhecer um macaco
Monkeys têm caudas e macacos não, Hlusko disse, mas as diferenças vão muito além disso. Com um último ancestral comum de 24 milhões de anos atrás, os macacos têm casos cerebrais menores do que os macacos em relação ao tamanho do corpo e uma vida útil mais curta. Os macacos têm uma capacidade craniana relativamente maior, e uma infância mais longa e vida útil. molares "macacos são mais bulboso, sem pontas afiadas, enquanto macaco molares parecem duas fatias de pão de lado a lado com cristas bladelike. Uma diferença importante entre macacos do Velho Mundo - aqueles que, como babuínos, que vivem na África e Ásia - da e América macacos do Novo Mundo, como os macacos-prego ou macacos tocador de realejo, é que eles não têm cauda preênsil, e por isso não pode pendurar por suas caudas de árvores.Vários anos atrás, Hlusko usado milhares de esqueletos do rato com pedigree no Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley para mostrar que a frente da boca - os caninos e incisivos - está sob controle genético totalmente separada da parte de trás da boca - os molares e pré-molares. Isto significa que, na adaptação às alterações no ambiente ou dieta, dentes na frente da boca pode evoluir de forma independente de dentes na parte de trás, ou vice-versa.
Agora, com a ajuda de 632 membros da colónia babuíno, ela encontrou duas medidas de dentes na parte posterior da boca que parecem estar sob o controlo de alguns genes. Um deles é a relação entre os comprimentos do terceiro molar e o primeiro molar; o outro a razão entre os comprimentos do segundo molar em relação ao quarto pré-molar.
"Em vez de pensar de cada dente como uma unidade separada, descobrimos que o tamanho relativo do primeiro em relação ao último molar é uma característica hereditária, como anexo de lóbulo da orelha. O mesmo vale para o tamanho relativo da última pré-molar em relação aos molares ", disse ela. "Transformamos a dentição em traços simples e, a partir disso, elucidou uma grande mudança diversidade na evolução dos primatas. O próximo passo é olhar para trás ao genoma e ver se podemos encontrar os genes subjacentes a esta. "
Com base em medições de dentes de 723 existentes macacos do Velho Mundo de África e da Ásia - muitos deles medido por alguns alunos de 50 UC Berkeley graduação premed ou Pré-Odontológica - ela descobriu que este grupo de macacos também herda os dois traços tão simples como a cor dos olhos. Quando ela olhou mais longe - que mede os dentes de 199 macacos existentes, 56 fósseis macacos do Velho Mundo e 165 macacos fósseis - o padrão persistiu. Ao todo, as espécies que ela incluídas na amostra representavam 20 gêneros e 37 espécies de vida e de macacos extintos e macacos.
A análise revelou que 20 milhões de anos atrás, macacos variado enormemente essas características dentárias. Mas macacos começou a desenvolver algumas das mesmas características dentárias como macacos, símios e substituído que tinha características semelhantes. Apenas um pequeno número de macacos com características dentárias Ao contrário dos macacos de hoje sobreviveram, incluindo os nossos antepassados.
"Apenas os macacos com um intervalo específico de características dentárias tinha um tiro, e um deles foi o nosso ancestral", disse ela. "Essa mudança foi um primeiro passo importante na história evolutiva de nossa linhagem, e definir o cenário para a evolução de pé sobre duas pernas e um par de ligação. E uma vez que você começar a ligação dos pares você abre a porta para todos os tipos de coisas, como a infância e mais complexas interações sociais alargados - todos os tipos de coisas que os seres humanos fazem hoje ".
Hlusko expandiu seu estudo de olhar para uma ampla gama de dentes de mamíferos - incluindo muitos lobos terríveis dos poços de piche de La Brea, em Los Angeles - para ver se essas duas características são independentemente herdado em todos os animais.
Referência de informação site: University of California - Berkeley , Artigo: Changes in primate teeth linked to rise of monkeys
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