Semplici regole governano lo sviluppo dei denti negli Hominini

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Nella tribù Hominini, alcune semplici regole controllano le dimensioni di premolari e molari; questa scoperta ci consentirà di calcolare la dimensione di questi denti, nonostante manchino nel record fossile


I denti sono una componente essenziale di un reperto fossile. Grazie, infatti, allo smalto che limita i danni causati dallo scorrere del tempo, essi possono perdurare più a lungo di altre ossa fossilizzate e la loro forma e dimensione, così come la formula dentaria, hanno aiutato nell’identificazione della maggior parte delle specie di mammiferi preservate nel record fossile ma oggi estinte. Inoltre, in base alla loro morfologia, possiamo, ad esempio, ottenere utili informazioni sulla biologia e ecologia di un animale. Essi, infatti, assolvono alla funzione del processamento del cibo, possono essere utilizzati come armi potenzialmente letali o rappresentare un’efficace forma di difesa e, addirittura, possono trasformarsi in ornamenti. In pratica, i denti possono parlarci del passato di numerose specie, comprese quelle “umane”, suggerendoci quali fossero state le abitudini ecologiche dei nostri antichi antenati.

Si pensa, ad esempio, che la riduzione del terzo molare, negli Hominini, sia da ricollegarsi al cambio di dieta e alla cottura dei cibi, che avrebbe a sua volta comportato una minor pressione selettiva per una grande dentatura, atta alla masticazione di cibi duri. Data la loro importanza, sono diversi gli studi che si sono concentrati nell’analisi delle diverse strutture e funzionalità dei denti. All’incirca ottant’anni fa, P.M. Butler ipotizzò che un gradiente morfogenetico nei premolari primari (o decidui) e nei molari dei mammiferi influenzasse le loro diverse dimensioni. Nel 2007, è stato inoltre suggerito che sarebbe una cascata inibitoria a controllare le dimensioni dei molari nei topi, ovvero, sarebbe il rapporto attivatore/inibitore del dente. In pratica, secondo questa regola, sarebbero gli stessi molari a rilasciare delle sostanze inibitorie che limiterebbero lo sviluppo del dente vicino, mentre l’attivazione sarebbe dovuta a delle molecole che fungono da attivatori, principalmente di origine mesenchimale. In questo modo, il rapporto attivatore/inibitore influenzerebbe la dimensione dei molari che si svilupperanno successivamente (il primo molare formatosi sarà soggetto esclusivamente all’azione degli attivatori e quindi, risulterà più grande degli altri molari).

In uno studio, pubblicato su Nature, è stato testato se questa cascata inibitoria potesse spiegare il gradiente morfogenetico nella dimensione dei premolari primari e dei molari permanenti nella tribù degli Hominini. I ricercatori hanno suddiviso la dentatura dell’arcata inferiore di alcune specie fossili (14) e popolazioni umane moderne (58-66) in tre triplette: la prima comprendente il terzo premolare deciduo, il quarto premolare deciduo e il primo molare (dp3-dp4-m1), la seconda comprendente il quarto premolare deciduo e i primi due molari (dp4-m1-m2) e la terza con i soli tre molari (m1-m2-m3). Nel caso in cui la dimensione del dente centrale della tripletta fosse risultata una media tra quelle dei due più esterni, allora, questo avrebbe potuto suggerire un’influenza della cascata inibitoria sulla tripletta.

Dai risultati, è emerso che, in effetti, questo meccanismo di attivatore/inibitore causa un pattern predefinito delle dimensioni dei premolari decidui e molari permanenti, sia nelle specie fossili (p.es. genere Ardipithecus, Australopithecus e Paranthropus) che nel genere Homo, tuttavia, con delle piccole differenze. Nelle prime, le proporzioni del dente rimarrebbero costanti a prescindere dalla dimensione complessiva dei denti, al contrario di quanto accade nel nostro genere. In Homo, vi è infatti una stretta associazione tra le proporzioni del dente e le dimensioni complessive dentali e quindi, un singolo parametro potrebbe spiegare le dimensioni relative e assolute di premolari e molari. Dunque, data questa relazione tra il pattern della cascata inibitoria e la dimensione, potremmo essere in grado di prevedere quelle dei premolari e molari mancanti nel record fossile, semplicemente conoscendo l’area di uno di questi, in una certa posizione. Ad esempio, la tripletta dp3-dp4-m1 ha permesso di descrivere l’area del quarto premolare (dp4) mancante di Ardipithecus ramidus (misura all’incirca 73 mm2, ovvero la media tra le dimensioni di dp3 e m1).

Concludendo, grazie a questo studio, si potranno fare passi avanti in merito alle conoscenze sulla nostra storia evolutiva. Poter calcolare le dimensioni di questi denti, nonostante non siano presenti nel record fossile, ci consentirà di avere maggiori informazioni sui nostri antenati e quindi, di definire meglio il percorso che ha portato alla nostra specie.

Riferimenti:
Evans A.R. et al. (2016). A simple rule governs the evolution and development of hominin tooth size.
Nature, 530:477:480 doi:10.1038/nature16972

Immagine: By Gerbil (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or FAL], via Wikimedia Commons