Srovnávací evolučně-vývojová analýza dermálního skeletu paprskoploutvých ryb

Abstract

The dermal skeleton, together with the endoskeleton, forms the skeletal system of vertebrate bodies, participating in various functions such as support, movement, protection, and food intake and processing. It consists of multiple elements whose occurrence varies according to phylogenetic position. In tetrapods, these are usually only dermal cranial bones and teeth, whereas in other vertebrate groups they additionally include scales, fin rays, or fin spines. The earliest dermal skeleton covered the body surface of early vertebrates ∼ 470 million years ago. It took the form of massive shields covering the head and trunk, and scales covering the body. Anatomically, this skeleton consisted of odontodes - units structurally similar to teeth - and basal bone. During vertebrate evolution, odontodes expanded from the external surface into the oral and pharyngeal cavities, where they gave rise to teeth. Recent research on the zebrafish supported this theory, showing that the outer skin layer called periderm migrates into the pharyngeal cavity, where it is essential for tooth development. Using representatives of "basal" ray-finned fishes, the sterlet sturgeon, and of tetrapods, the Mexican axolotl, we tested whether the external periderm is necessary for the development of internal odontodes (teeth) across...

Dermální skelet tvoří společně s endoskeletem kosterní systém těl obratlovců, účastnící se řady rozličných funkcí, jakými jsou opora, pohyb, ochrana či příjem a zpracování potravy. Sestává z řady elementů, jejichž zastoupení se liší s ohledem na fylogenetickou pozici. U čtyřnožců jsou jimi obvykle pouze dermální kosti lebky a zuby, zatímco u zbylých skupin obratlovců zahrnují navíc šupiny, ploutevní paprsky nebo trny ploutví. Nejstarší dermální skelet pokrýval tělní povrch raných obratlovců před ∼ 470 miliony lety. Nabýval formy masivních štítů kryjících hlavohruď a šupin pokrývajících trup. Na anatomické úrovni sestával tento skelet z odontody - jednotky svou stavbou podobnou zubu - a spodní kosti. V průběhu evoluce obratlovců se odontody z vnějšího povrchu rozšířily také do vnitřních prostor ústní dutiny a hltanu, kde daly vznik zubům. Tato teorie našla podporu v nedávné studii provedené na daniu pruhovaném, ve které se ukázalo, že vnější vrstva pokožky zvaná periderm migruje do vnitřních prostor hltanu, kde je nezbytná pro vývoj zubů. Na zástupci "bazálních" paprskoplutvých ryb - jeseteru malém - a zástupci čtyřnožců - axolotlu mexickém - jsme se rozhodli testovat, zda je vnější periderm nezbytný pro vývoj vnitřních odontod (zubů) v rámci širšího fylogenetického vymezení. Výsledky naší...