La evolución de nuestros dientes comenzó entre los antiguos peces blindados hace más de 400 millones de años. Un equipo internacional de investigadores ha presentado hallazgos innovadores sobre estos primeros vertebrados con mandíbula.
Mandíbulas de tiburón con múltiples filas de dientes.
Estructura y Evolución de los Dientes de Tiburón
Los dientes de todos los vertebrados con mandíbula vivos muestran algunos patrones consistentes: por ejemplo, los dientes nuevos generalmente se desarrollan en el lado interno de los viejos y luego se mueven hacia afuera para reemplazarlos. En los humanos, este patrón se ha modificado para que se desarrollen nuevos dientes debajo de los viejos, dentro del hueso de la mandíbula.
Sin embargo, en otros aspectos, los peces óseos y los animales terrestres difieren de los tiburones. Los tiburones no tienen huesos, solo cartílago, y tanto las escamas de dentina como los dientes verdaderos de la boca están unidos a la piel. En los peces óseos y los animales terrestres, los dientes siempre están unidos a los huesos de la mandíbula, y si las estructuras de dentina están presentes en la superficie externa del cuerpo, están unidas a los huesos del cráneo y las escamas.
Además, mientras que los dientes de tiburón se desprenden desprendiéndose de la piel, los peces óseos y los animales terrestres se desprenden disolviendo las bases de los dientes. Esta diversidad plantea preguntas como si están relacionadas las estructuras dentinarias de la piel y los verdaderos dientes de la boca, cómo eran los primeros dientes, si estaban unidos a los huesos de la mandíbula o si se caían y de dónde salían los nuevos.
Para responder a estas preguntas, el equipo de investigadores recurrió a los acantotorácidos, un grupo temprano de peces estrechamente relacionado con los primeros vertebrados con mandíbula. El problema con los acantotorácidos es que sus fósiles son raros y siempre incompletos.
Los más finos provienen de la cuenca de Praga en la República Checa, de rocas que tienen poco más de 400 millones de años y fueron recolectadas a fines del siglo pasado. Han resultado difíciles de estudiar mediante técnicas convencionales porque los huesos no pueden liberarse de la roca circundante y, por lo tanto, nunca se han investigado en detalle.
Microtomografía de Sincrotrón: Una Nueva Técnica
Una nueva técnica de imagen, la microtomografía de sincrotrón, ahora está revolucionando el estudio de fósiles tan preciosos y difíciles. Utilizando los rayos X intensamente brillantes y similares a un láser emitidos por electrones acelerados a cerca de la velocidad de la luz, esta técnica permite a los investigadores visualizar la estructura interna de los fósiles en tres dimensiones sin dañarlos.
"Nuestro equipo decidió trabajar con ESRF para aplicar esta técnica a las cabezas acantotorácidas de la cuenca de Praga, sabiendo que era la única forma de revelar su anatomía compleja", dice Valéria Vaskaninová, autora principal del estudio. "Los resultados fueron realmente notables, incluidas las dentaduras bien conservadas que nadie esperaba estar allí".
Los escaneos de seguimiento a mayor resolución permitieron a los investigadores visualizar el patrón de crecimiento e incluso los espacios celulares perfectamente conservados dentro de la dentina de estos dientes antiguos.
Las dentaduras acantotócicas están unidas a los huesos de la mandíbula, lo que indica que los peces óseos y los animales terrestres conservan la condición ancestral a este respecto, mientras que los tiburones están especializados en tener dientes que solo se adhieren a la piel, en contraste con la percepción común de que los tiburones son vertebrados primitivos vivos.
Sin embargo, los acantotorácidos no mudaron sus dientes. Esto sugiere que los diferentes estilos de desprendimiento de dientes evolucionaron independientemente de un antepasado sin desprendimiento.
Al igual que los tiburones, los peces óseos y los animales terrestres, los acantotorácidos solo agregaron dientes nuevos en el interior; Los dientes más viejos estaban ubicados justo en el margen de la mandíbula dentro de los labios. Esto contrasta con otro grupo de peces primitivos, los artrodires, en los que también se podían agregar dientes nuevos en el exterior.
Los huesos dentarios de los acantotoracidos también llevan pequeños elementos dentinarios de la piel en su superficie exterior, una característica que comparten los primitivos peces óseos, pero no los artrodiros. Esto demuestra que los huesos maxilares de los acantotoracidos estaban situados justo en el borde de la boca, como los de los peces óseos, mientras que los huesos maxilares de los artrodires se encontraban más adentro.
Un acantotoracido (Kosoraspis) muestra una transición gradual de estos elementos de la dentina a los dientes vecinos, mientras que otro (Radotina) tiene dientes casi idénticos a los elementos de la dentina de la piel en forma.
"Estos hallazgos cambian toda nuestra comprensión del origen de los dientes --destaca el coautor Per Ahlberg--. Aunque los acantotoracidos están entre los más primitivos de todos los vertebrados de la mandíbula, sus dientes son en algunos aspectos mucho más parecidos a los modernos que las dentaduras artrodire."
El tiburón tigre posee dientes afilados y una fuerte mandíbula.
Dientes de Tiburón en Niños
Que salga un diente definitivo antes de que se caiga el temporal o de leche es algo relativamente frecuente y se conoce como diente de tiburón.
En torno a un 10% de la población infantil presenta dientes de tiburón. Eso ocurre cuando la erupción del diente definitivo se produce cuando todavía no se ha caído el diente temporal. El diente definitivo se coloca por detrás del diente de leche, haciendo una doble fila, lo que recuerda a la dentadura de los tiburones.
Esta situación no sucede en toda la boca, sino que suele producirse en algunas posiciones dentales en concreto: principalmente en los incisivos inferiores, también en los caninos y premolares.
¿Por qué aparece la dentadura de tiburón en algunos niños?
A pesar de los estudios existentes, no hay una explicación clara de por qué se produce esta anomalía en la erupción dental de algunos niños. Las hipótesis son las siguientes:
- Por falta de espacio: el diente definitivo no tiene espacio y se mueve por fuera del pasillo dentario.
- Por una raíz del diente temporal fuerte: en este caso la caída del diente no se realiza con facilidad.
¿Cómo debemos actuar ante los dientes de tiburón?
No es una situación de gravedad, por lo que no hay que alarmarse. Sí que hay que pedir cita con el odontopediatra para que valore la situación. Por suerte, en la mayoría de los casos no habrá que hacer nada, únicamente habrá que mantener una conducta expectante y esperar a que se exfolie el diente temporal y a que el diente definitivo reabsorba la raíz del diente temporal y se coloque correctamente en su sitio.
El tiburón anguila es una especie que presenta características anatómicas únicas.
Adaptaciones y Sentidos de los Tiburones
Al tratarse de peces cartilaginosos, los tiburones tienen el esqueleto constituido de cartílago con inclusiones de cristales de calcio.
La piel de los tiburones es flexible, resistente y es áspera como el papel de lija gracias a las escamas dérmicas. A causa de las duras escamas, la piel del tiburón es tan rugosa que puede servir como de lija. La estructura de la escama placoide de los tiburones tiene el mismo origen que la de los dientes de los animales vertebrados.
Los tiburones no tienen vejiga natatoria, por lo que si se paran de mover se hunden.
Para desplazarse por el agua, el tiburón emplea sus aletas que están unidas directamente al esqueleto cartilaginoso del animal. La aleta caudal le permite al tiburón hacer grandes desplazamientos, mientras que las otras aletas (dorsal, pectoral, anal y pélvica) estabilizan el cuerpo del escualo.
Los escualos tienen respiración branquial, es decir, respiran por branquias. Los tiburones tienen normalmente 5 arcos branquiales.
Los tiburones macho poseen un órgano copulador situado en la zona pelviano en una estructura especial que se llama pterigopodio. La hembra tiene un canal especial para el aparato reproductivo, el canal genital, que desemboca en la cloaca.
Los tiburones poseen un sexto sentido, la electrorrecepción, que emplean para localizar a sus presas, pero también para obtener otras informaciones, como la salinidad del agua o para apreciar la temperatura. Las ampollas de Lorenzini están escondidas en la parte cefálica por varios poros superficiales. Esta estructura de ampollas es el sentido más fascinante con el que cuentan los tiburones.
La forma de los dientes varía según el tipo de caza de los tiburones. Por ejemplo, el tiburón toro posee dientes afilados como adaptación a la captura de peces resbaladizos. Los tiburones están provistos de dientes dispuestos en hileras, pero únicamente la primera hilera es funcional. El resto de dientes son de reserva, por ejemplo, cuando se rompe alguno de ellos.
Disposición de los dientes en la mandíbula del tiburón blanco.
El Ancestro Común: ¿Un Tiburón?
El ancestro común de todos los vertebrados con mandíbulas de la Tierra tenía la apariencia de tiburón, como indica el análisis del cráneo de un fósil de pez, de 290 millones de años de antigüedad.
"Parece ser que Acanthodes es la mejor visión que tenemos de las condiciones del último ancestro común de los peces óseos y los tiburones", afirma el doctor Michael Coates. Coates señala que "que los primeros peces óseos se parecían mucho a los tiburones, y no al revés".
El grupo de los gnatóstomos -que significa "boca con mandíbula"-, incluye decenas de miles de especies vivas de vertebrados, desde peces y tiburones, a aves, reptiles, mamíferos y seres humanos.
Coates y sus colaboradores encontraron la respuesta a este misterio en los acanthodians, peces extintos que dejaron atrás sólo pequeñas escamas y espinas de la aleta. Sin embargo, armados con nuevos datos sobre la apariencia de los primeros tiburones y peces óseos, los investigadores rexaminaron fósiles de Acanthodes bronni, la especies mejor conservada de acanthodians.
El análisis de la muestra, junto con tomografías computarizadas de los cráneos de los primeros tiburones y peces óseos, llevó a los investigadores a una revaluación sorprendente de la historia que el Acanthodes bronni nos cuenta sobre los vertebrados con mandíbulas.
"Cuanto más lo miraba, más similitudes encontraba con los tiburones", afirma Coates. Sin embargo, el análisis de las relaciones evolutivas de Acanthodes bronni sigue conectando esta especie con los primeros peces óseos.
Mediante más de 100 caracteres morfológicos, los investigadores cuantificaron el parecido entre los primeros peces con mandíbulas. Acanthodians en su conjunto, incluyendo los primeros miembros del pasado evolutivo de los seres humanos, parecen agruparse con los tiburones de la antigüedad.
"Los ancestros comunes de todos los vertebrados con mandíbulas se asemejaban a los tiburones", afirma Finarelli, de la Universidad College de Dublín.
Además, el análisis demostró que todos estos primeros miembros de gnatóstomos modernos están claramente separados de lo que ahora parecen ser los vertebrados más primitivos con mandíbulas: unos peces acorazados llamados placodermos.
Otros rasgos destacables de su anatomía son sus dientes. Son casi simétricos y no se desgastan. Las mandíbulas de la especie son muy potentes. Los dientes son triangulares, grandes y casi simétricos.
En la anatomía del tiburón blanco, la aleta caudal resalta más que cualquier otra. Distinta a la de otras especies de tiburones, la aleta caudal del blanco es casi simétrica.
La anatomía del tiburón blanco se complementa a la perfección con el funcionamiento óptimo de las ampollas de Lorenzini. Esta estructura no es exclusiva de la especie.
Todas las criaturas que viven bajo el agua tienen ciertas características en común. Todas ellas necesitan de una manera para obtener el oxígeno. Además, necesitan reproducirse en aras de asegurar la continuidad de la especie y alimentarse para sobrevivir. En el caso de los tiburones, estos poseen sentidos muy sensibles, un hígado especial que les ayuda a flotar, varias filas de dientes, y ojos que no son tan diferentes como los de nosotros, los humanos.
Al igual que las rayas, el esqueleto de los tiburones está compuesto de cartílago. Además, la anatomía de un tiburón está especialmente diseñada para ayudarle a navegar durante largas distancias y maniobrar cerca de las presas con gran facilidad.
Un tiburón se caracteriza por presentar varios pares de branquias a cada lado de la cabeza, a diferencia de otros peces que solo tienen una branquia en sus costados. Un ser humano respira por la nariz y por la boca, mientras que un tiburón solo utiliza sus fosas nasales (llamadas narinas) para oler.
Los huesos de un pez se encuentran compuestos principalmente de calcio, pero un tiburón en realidad no posee huesos. Un esqueleto de tiburón está hecho de cartílago.
Los peces óseos tienen además una vejiga natatoria llena de gas que les permite flotar sobre el agua, pero los tiburones no cuentan con este órgano especial. En cambio, y como el cartílago es más ligero que los huesos, le permite a esta especie poder flotar sin dificultades.
Del mismo modo, un tiburón no posee tantas partes móviles como los peces óseos, lo que podría hacerle más torpe en cuanto a sus movimientos. Sin embargo, al ser más flexible el cartílago que los huesos, el tiburón puede ejecutar movimientos circulares en espacios reducidos con más soltura que ningún otro pez.
Los tiburones son generalmente de color oscuro en su parte superior, la cual se denomina parte dorsal, y de un color más claro en la parte inferior o lado ventral.
Como mencionábamos anteriormente, los tiburones presentan nariz, pero solo la utilizan para oler, no para respirar. Estas fosas nasales o narinas, pueden ser encontradas en la parte inferior de su hocico. Éstos son órganos electroreceptivos.
Los tiburones, como todos los peces, utilizan su cuerpo y cola para desplazarse por el agua a través de un movimiento lateral. Las aletas de esta especie no son rígidas ni poco flexibles, sino compuestas por diminutas varillas de cartílago.
Generalmente, los tiburones tienen de cinco a siete branquias a cada lado de su cabeza, a diferencia de los peces óseos que solo poseen una en cada costado. Algunos tiburones poseen pequeñas aberturas llamadas espiráculos detrás de sus ojos y en la parte superior de la cabeza. Estos espiráculos son como pequeñas branquias que permiten al animal obtener el oxígeno directamente del aire.
Diversidad y Cantidad de Dientes
Existen cientos de especies de tiburones y son bastante diferentes entre sí. Hay tiburones tan pequeños que miden 18 centímetros, como el tiburón enano, hasta el tiburón ballena, que puede llegar a los 13 metros.
Estos animales pertenecen a la categoría de escualos, tienen un esqueleto hecho de cartílagos, no de huesos. Esto les confiere una gran fuerza y maniobrabilidad.
Contrariamente a la creencia popular, los tiburones no se alimentan de todo lo que se encuentran, sea lo que sea: muchos de ellos tienen presas específicas.
A diferencia de los humanos, los tiburones no mastican y tragan su comida. Los tiburones utilizan sus dientes para arrancar trozos de la presa moviendo la mandíbula superior ligeramente hacia adelante sobre el objetivo.
El número de dientes de los tiburones depende del tipo de tiburón y de la dieta que tenga su especie. Lo curioso es que tienen hileras de dientes, entre cinco y 15 filas en cada mandíbula, aunque la primera fila es la más importante.
Cuando la presa es pequeña, la matan con la presión que ejercen con sus mandíbulas sobre su vientre y la tragan entera. Por el contrario, si es muy grande, la hacen pedazos.
Se estima que el gran tiburón blanco tiene a lo largo de su vida unos 3.000 dientes, que llegan a superar los siete centímetros de longitud. Por lo general el gran tiburón blanco tiene unos 50 dientes 'en activo' mientras que en las otras filas se van desarrollando otros para cuando esos se caigan en cualquier momento.
El tiburón tigre (Galeocerdo cuvier) es uno de los principales superdepredadores dentro de los escualos y tiene unos dientes bastante grandes. Además, la dentadura del tiburón tigre tiene una forma única para pinchar y rasgar a sus presas.
El tiburón tigre tiene entre 44 y 48 dientes en la mandíbula superior y entre 41 y 46 en la inferior. Por lo tanto, el tiburón tigre posee entre 85 y 94 dientes en total.
A continuación, se presenta una tabla comparativa del número de dientes en diferentes especies de tiburones:
| Especie de Tiburón | Número Estimado de Dientes a lo Largo de su Vida |
|---|---|
| Gran Tiburón Blanco | Aproximadamente 3,000 |
| Tiburón Tigre | Entre 85 y 94 dientes en total |