In den Tiefen der Ozeane wurde ein evolutionäres Rätsel von Biologen gelöst. Der Gefleckte Seedrache, eine Tiefsee-Chimäre, besitzt eine einzigartige Zahnstruktur... auf seiner Stirn!
Diese anatomische Besonderheit, die nur bei Männchen beobachtet wird, hat die wissenschaftliche Gemeinschaft lange Zeit verblüfft. Ein internationales Forschungsteam hat den Schleier über dem Ursprung und der Funktion dieser so ungewöhnlich platzierten Zähne gelüftet und damit unser Verständnis der Zahnentwicklung bei Wirbeltieren auf den Kopf gestellt.
Grundlegende Anatomie von H. colliei.
(A und B) Fotografie eines adulten H. colliei-Männchens im Puget Sound. (Foto verwendet mit Genehmigung von Tiare Boyes)
(C) Mikro-CT-Scan eines H. colliei-Männchens.
(D) Volumen der Rückenstacheln in Ventralansicht (Mikro-CT-Scan), hebt die Zacken entlang der gesamten Länge des Stachels hervor.
(E) Volumendarstellung des modifizierten Schnabels, hypermineralisierte Regionen sind als perlenartige Säulen sichtbar.
(F) Volumendarstellung der Pterygopoden und der präpelvinen Anatomie. Das Becken ist mit sechs großen Dentikeln besetzt, und die Pterygopoden sind mit hunderten kleinen rautenförmigen Dentikeln bedeckt.
(G und H) Segmentierung des adulten Tenaculums, die Zähne sind farbig markiert, um ihre Anordnung hervorzuheben. Ein ungewöhnliches Fortpflanzungswerkzeug
Das Tenaculum ist ein knorpeliger Fortsatz, der sich zwischen den Augen der Chimären-Männchen befindet. Es bleibt normalerweise eingezogen und ähnelt einer kleinen weißen Beule. Dieses Organ entfaltet sich während der Balz oder der Paarung.
Die Männchen nutzen diesen mit Zähnen besetzten Haken, um die Brustflosse der Weibchen fest zu greifen. Dieser Halt ist entscheidend, um die Stabilität des Paares während der Fortpflanzung im Wasser zu gewährleisten. Die Manipulation hinterlässt manchmal charakteristische Spuren an den Partnerinnen.
Diese fortpflanzungsbezogene Verwendung erklärt die ausschließliche Präsenz des Tenaculums bei männlichen Individuen. Die Weibchen behalten nur eine unentwickelte Anlage dieser Struktur. Sein Erscheinen ist mit der Reifung der anderen sekundären Geschlechtsmerkmale synchronisiert.
Ein zahnärztlicher Ursprung bestätigt
Die Studie kombiniert die Analyse alter Fossilien mit der Untersuchung zeitgenössischer Exemplare. Ein Chimären-Fossil aus der Zeit vor 315 Millionen Jahren zeigt ein Tenaculum, das am Oberkiefer befestigt ist. Diese ursprüngliche Position deutet auf eine evolutionäre Wanderung zur Schädeldecke hin.
Die Forscher identifizierten das Vorhandensein einer Zahnleiste, einer Gewebestruktur, die identisch mit derjenigen ist, die im Kiefer das Zahnwachstum ermöglicht. Diese Struktur wurde noch nie außerhalb der Mundhöhle beobachtet. Ihre Existenz hier bestätigt die zahnartige Natur der Spitzen des Tenaculums.
Die genetische Analyse moderner Gewebe bestätigte diese Beobachtungen. Die exprimierten Gene sind jene, die mit der Zahnentwicklung bei allen Wirbeltieren assoziiert sind. Sie unterscheiden sich deutlich von den Genen, die für die dermalen Dentikel verantwortlich sind, die modifizierten Schuppen, die die Haut von Haien bedecken.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences