Lo smalto, una corazza per i nostri denti

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L’unione di studi genetici e paleontologici delinea l’evoluzione dello smalto dentale, impiegato da pesci preistorici come rivestimento per le proprie scaglie

Sottoposti a stress durante l’arco di tutta la giornata, i nostri denti si difendono grazie ad un sottile strato protettivo, composto prevalentemente da sali di calcio, chiamato smalto. Questo materiale è la sostanza più dura prodotta dal nostro corpo e funziona come una vera e propria corazza per la nostra dentatura. Recentemente il team di Per Ahlberg dell’Università di Uppsala, in Svezia, in collaborazione con l’Institute of Vertebrate Palaeontology and Palaeoanthropology (IVPP) di Pechino, ha condotto uno studio su Nature che sembra dimostrare come, in origine, la funzione dello smalto non fosse quella di irrobustire i denti, ma fosse quella di rinforzare l’armatura corporea di antichi pesci ossei.

Come noi, la quasi totalità dei tetrapodi (animali con quattro arti) ha o ha avuto (Pikaia ne ha parlato qui) i denti smaltati, cosa che non avviene nel caso dei denti dei pesci, nei quali – a parte poche eccezioni – la dentina, che è la parte interna del dente, risulta priva di copertura. La prima evidenza che l’utilizzo dello smalto come protezione non sia una prerogativa dei denti proviene da alcune analisi condotte sul luccio del Nord America (Lepisosteus oculatus), appartenente ad una tra le più arcaiche famiglie ancora presenti sulla terra. Le scaglie del luccio sono coperte da un tessuto molto resistente e simile allo smalto, chiamato ganoina. Il sequenziamento del genoma di questo pesce ha rivelato che il luccio possiede i geni responsabili della codifica per due delle tre proteine necessarie alla produzione dello smalto. Tali geni vengono espressi proprio a livello dello strato più esterno della pelle, suggerendo che la ganoina non sia solo simile, ma sia proprio una particolare forma di smalto. Le due sostanze sono quindi omologhe.

La presenza di tale sostanza sulle scaglie del luccio, tuttavia, non spiega se originariamente lo smalto fosse una patina difensiva per i denti, spostatasi nel tempo sulla pelle di alcune specie che necessitavano più una protezione corporea che una dentatura robusta, o se si trattasse di un coriaceo rivestimento per le scaglie che, poco alla volta, sono migrate in bocca, per conferire resistenza a una sempre più utilizzata dentatura, in particolare nei vertebrati terrestri.

Per dare risposta a questo interrogativo, viene in aiuto lo studio paleontologico condotto dai ricercatori cinesi e svedesi su due pesci fossili, antichi pesci con le pinne carnose: Psarolepis in Cina e Andreolepis in Svezia, entrambi risalenti a circa 400 milioni di anni. Un’analisi approfondita dei due fossili ha mostrato che entrambi avevano le scaglie coperte da smalto; addirittura lo Psarolepis aveva sulle placche facciali anche dei denticoli dermici smaltati. Entrambi, tuttavia, avevano denti composti unicamente da dentina.

Trattandosi, in entrambi i casi, di due tra i più antichi pesci ossei conosciuti, è realistico pensare che la mancanza di smalto nei denti sia una caratteristica primitiva e non sia una specializzazione evolutiva. Ne conseguirebbe che lo smalto fosse originariamente deputato alla protezione delle scaglie e della pelle e che abbia colonizzato i denti solo in un momento successivo e solo in alcune specie. La presenza dello smalto sia sulla corazza che sulla faccia dello Psarolepis, inoltre, suggerisce che la migrazione dello smalto non sia avvenuta per un lento spostamento fisico delle placche, quanto per il trasferimento dell’attività di produzione di tale sostanza dall’esterno del corpo all’interno della bocca.

Questo studio, oltre a dare una risposta ad un quesito da lungo aperto, mostra come la proficua unione di analisi paleontologiche e genetiche possa aprire la strada ad un’esplorazione più approfondita e meticolosa di quei processi evolutivi di cui ancora conosciamo troppo poco.


Riferimenti:
New genomic and fossil data illuminate the origin of enamel, Nature, 23 september 2015. DOI: 10.1038/nature15259

Crediti immagine: By Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com) (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

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