Развитие зубов: от формирования до роста. Узнайте об особенностях одонтогенеза у рыб и акул, включая роль генов Hox и уникальный механизм смены зубов у акул.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Развитие зубов, или одонтогенез, — это процесс формирования и роста зубов в полости рта. Развитие зубов различается у разных видов.
Tooth development or odontogenesis is the process in which teeth develop and grow into the mouth. Tooth development varies among species.
Рыба
Экспрессия генов Hox регулирует механизмы инициации формирования зубов у рыб. Однако акулы непрерывно производят новые зубы на протяжении всей жизни, используя принципиально иной механизм. Зубы акул формируются из модифицированных чешуек в области языка и перемещаются наружу по челюсти рядами, пока в конечном итоге не выпадают. Их чешуи, называемые дермальными зубчиками, и зубы являются гомологичными органами.
In fish, Hox gene expression regulates mechanisms for tooth initiation. However, sharks continuously produce new teeth throughout their lives via a drastically different mechanism. Shark teeth form from modified scales near the tongue and move outward on the jaw in rows until they are eventually dislodged. Their scales, called dermal denticles, and teeth are homologous organs.
млекопитающие
Как правило, развитие зубов у млекопитающих, не относящихся к человеку, аналогично развитию зубов человека. Различия обычно заключаются в морфологии, количестве, сроках развития и типах зубов. Однако у некоторых млекопитающих зубы развиваются иначе, чем у людей. У мышей сигналы WNT необходимы для инициации развития зубов. Зубы грызунов непрерывно растут, поэтому им необходимо стачивать их, грызя различные материалы. Если грызунам не давать грызть, их зубы в конечном итоге прорывают нёбо. Кроме того, резцы грызунов состоят из двух частей, известных как аналоги коронок и корней. Лабиальная часть состоит из эмали и напоминает коронку, а лингвальная часть состоит из дентина и напоминает корень. Распределение минералов в эмали грызунов отличается от такового у обезьян, собак, свиней и людей. У лошадей слои эмали и дентина переплетены, что увеличивает прочность и снижает скорость износа зубов. Вопреки распространенному мнению, зубы лошадей не растут бесконечно. Скорее, существующие зубы прорезываются из-под десны. Лошади начинают "исчерпывать" запас прорезывающихся зубов в начале 30-х годов, и в редких случаях, если они доживают до этого возраста, корни их зубов полностью выпадают в середине или конце третьего десятилетия жизни. У ламантинов коренные зубы нижней челюсти развиваются отдельно от челюсти и заключены в костную оболочку, разделенную мягкими тканями. То же самое происходит и с замещающими зубами слонов, которые прорезываются, чтобы заменить изношенные зубы. У слонов в течение жизни сменяется шесть комплектов коренных зубов, все из которых растут с задней части рта и затем постепенно выдвигаются вперед. У всех представителей отряда Tubulidentata отсутствуют резцы и клыки, их зубы лишены эмали, а моляры непрерывно растут от корня.
Generally, tooth development in non human mammals is similar to human tooth development. The variations usually lie in the morphology, number, development timeline, and types of teeth. However, some mammals' teeth do develop differently than humans'. In mice, WNT signals are required for the initiation of tooth development. Rodents' teeth continually grow, forcing them to wear down their teeth by gnawing on various materials. If rodents are prevented from gnawing, their teeth eventually puncture the roofs of their mouths. In addition, rodent incisors consist of two halves, known as the crown and root analogues. The labial half is made of enamel and resembles a crown, while the lingual half is made of dentin and resembles a root. The mineral distribution in rodent enamel is different from that of monkeys, dogs, pigs, and humans. In horse teeth, enamel and dentin layers are intertwined, which increases the strength and decreases the wear rate of the teeth. Contrary to popular belief, horse teeth do not "grow" indefinitely. Rather, existing tooth erupts from below the gumline. Horses start to "run out" of erupting tooth in their early 30s and in the rare case they live long enough, the roots of their teeth will fall out completely in the middle to latter part of their third decade. In manatees, mandibular molars develop separately from the jaw and are encased in a bony shell separated by soft tissue. This also occurs in elephants' successional teeth, which erupt to replace worn teeth. Elephants have six sets of molars in their life, all of which grown from the back of their mouth and are then pushed forward. All members of the order Tubulidentata have no incisors or canines, their teeth have no enamel, and their molars grow continuously from the root.
Развитие зубов человека
Когда речь заходит о развитии зубов у человека, существует множество различий в том, как зубы людей и других приматов медленно формируются в начале жизни. После формирования зубной ткани у приматов и людей, в течение остальной жизни организма происходят незначительные изменения, однако такие факторы, как истираемость зубов и заболевания полости рта, могут изменять зубную ткань приматов. Зубная ткань у приматов имеет слоистую структуру, и ученые могут изучать эту слоистую структуру в хронологическом порядке, чтобы узнать о детальном развитии их зубов. Эта слоистая структура сохраняется на протяжении всей жизни как у человека, так и у приматов.
When it comes to tooth development in humans, there are many differences in the way humans and other primates' teeth develop slowly over the beginning of their life. Once the dental tissue in primates and humans is formed, there are little changes made throughout the remainder of the organism's lifetime, but there are still factors such as tooth wear and dental disease can alter the dental tissue of primates. The dental tissue in primates is a layered structure, and scientists are able to observe the layered structure chronologically to learn about the detailed development of their teeth. This layered structure is preserved throughout life for humans and primates.
"Зубы" беспозвоночных
Настоящие зубы уникальны для позвоночных, хотя некоторые беспозвоночные имеют аналогичные структуры, которые иногда называют "зубами". Организм с самым простым геномом, обладающим такими "зубами", вероятно, принадлежит к роду Ancylostoma (Ancylostoma duodenale, Necator americanus). У моллюсков есть структура, называемая радулой, которая несет ленту хитиновых "зубов". Однако эти структуры гистологически и в плане развития отличаются от зубов позвоночных и, скорее всего, не являются гомологичными. Например, зубы позвоночных развиваются из зубной папиллы, происходящей из мезенхимы нервного гребня, а сам нервный гребень специфичен для позвоночных, как и ткани, такие как эмаль.
True teeth are unique to vertebrates, although some invertebrates have analogous structures sometimes called "teeth". The organism with the simplest genome bearing such "teeth" is probably the worm genus Ancylostoma (Ancylostoma duodenale, Necator americanus). Molluscs have a structure called a radula which bears a ribbon of chitinous "teeth". However, these are histologically and developmentally different from vertebrate teeth, and are unlikely to be homologous. For example, vertebrate teeth develop from a neural crest mesenchyme derived dental papilla, and the neural crest is specific to vertebrates, as are tissues such as enamel.
Генетика
В развитии зубов рептилий некоторые ученые выбрали изучение локализации и функции гена SHH, а также одонтогенной полосы, чтобы получить информацию о том, как рептилии развивают зубы в молодом возрасте.
In reptilian tooth development, some scientist have chosen to determine the location and function of the SHH gene as well as the odontogenic band to help collect information on how reptiles develop teeth at a young age.