Las raíces genéticas en el esmalte dental, revelan un diseño intencional

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¿Es posible trazar las raíces evolutivas de la humanidad estudiando las raíces genéticas del esmalte dental de los primates?

ScienceDaily: Llegando a la raíz de la evolución del esmalte: Al conectar genes a dientes de homínidos se evidencia la selección natural.

El esmalte de tus dientes cuenta tu historia. Pero ¿Puede rastrear tu pasado evolutivo? Los investigadores de la Universidad de Duke compararon varios genes de primates responsables por la producción de esmalte; y creen que han identificado dos genes en la trayectoria de los ancestros primates a los seres humanos. Un comunicado de prensa de Duke afirma que el estudio recién publicado en la revista Journal of Human Evolution “revela cómo la evolución ha formado nuestros dientes, un gen a la vez”.1

La Historia que los Dientes Cuentan

El hecho de que el esmalte de los dientes incorpora2 isótopos elementales y minerales de la dieta de la persona, así como rasguños y residuos de alimentos duros que se han molido con los dientes, permite identificar dónde se ha vivido y lo que se ha comido a través del tiempo. Los dientes permanentes, diseñados para durar toda la vida, contienen bajo su superficie un registro microscópico de su crecimiento –análogo a los anillos de los árboles. "Los dientes también conservan sus bandas de crecimiento", explica la antropóloga evolucionista Christine Wall de la Universidad de Duke. "Así que en lo que respecta a nuestra comprensión de los fósiles, los dientes nos pueden indicar qué edad tenía un menor cuando murió, o el tiempo que le tomó a los dientes desarrollarse— de modo que se puede comparar entre las especies vivas y las extintas”. Pero ¿pueden los dientes decirnos más?

El equipo de Wall cree que las raíces genéticas de la producción del esmalte dental nos enseñarán sobre el pasado evolutivo de la humanidad. "El registro fósil siempre es el más completo para los dientes", dice Wall. "Y el grosor del esmalte ha sido durante mucho tiempo un rasgo clave que se utiliza para diagnosticar fósiles de homínidos3 y reconstruir tanto sus dietas como sus historias de vida." Al comparar los genes asociados al esmalte humano con el de cinco animales primates, imaginan haber encontrado una manera de rastrear la evolución humana a través de innovaciones alimentarias selectivas en la vida de los ancestros primates.

El esmalte

El esmalte, la sustancia más dura que hay en nuestros cuerpos, protege la corona de cada diente. La estructura y el grosor del esmalte de los dientes se determinan mucho antes del nacimiento cuando las células productoras de esmalte hacen una estructura de proteína para los minerales, que le dan al esmalte su dureza. Los investigadores han estudiado algunos de los genes que codifican estas proteínas. Imagen: Indolences en Wikipedia

skulls

Estos cráneos son de humanos, gorilas y macacos, tres de las seis especies cuya genética del esmalte fue recientemente estudiada por un equipo de investigadores de la Universidad de Duke. Los evolucionistas creen erróneamente que las diferencias entre los genes que regulan el grosor del esmalte dental, son el resultado de millones de años de cambios evolutivos. Imagen: Les Todd, Fotografía Duke, Duke Today

El grosor del esmalte, aunque determinado mucho antes del nacimiento (cuando las células productoras de esmalte construyen un entramado de proteínas de orientación precisa para su estructura mineral), sí varía por la dieta típica de cada especie. El esmalte dental humano es, en general, más grueso que el de los simios. Muchos paleontólogos evolucionistas creen que los cambios en la dieta contribuyeron a la evolución de cerebros más grandes, y por lo tanto, a la evolución humana. Los autores del reciente estudio creen que los mismos distintivos genéticos que ayudaron a construir el grueso esmalte dental humano, son las huellas de los cambios selectivos que llevaron hacia la evolución de los humanos modernos. Este estudio forma parte de un proyecto más amplio para encontrar conexiones evolutivas entre la anatomía humana, la genética y la dieta.

La Construcción del Esmalte

El equipo comparó los genes asociados al esmalte que se corresponden entre humanos, gorilas, chimpancés, orangutanes, guibones y macacos rhesus. De éstos, los seres humanos suelen tener el esmalte más grueso, los gorilas y los chimpancés el más delgado, y los demás en algún punto intermedio. El esmalte delgado de los chimpancés y gorilas es suficiente para proteger sus dientes de una dieta de frutas y hojas. Por otro lado, el orangután, con un esmalte mucho más grueso, está equipado para una dieta más omnívora. Pero el grosor del esmalte que protege los dientes a lo largo de toda una vida de masticar, no está determinado por la dieta, sino se determina en el vientre materno.

El esmalte es la sustancia más sólida y rica en minerales del cuerpo humano. Cubriendo la corona del diente mucho antes de que prorrumpa de la encía, el esmalte humano suele ser más grueso en la parte superior del diente. De manera excepcional varias proteínas se encuentran en el esmalte dental. Ellas forman un armazón para los minerales que hacen que el esmalte sea fuerte. Una vez que el esmalte del diente ha madurado, las células que producen estas proteínas desaparecen. Otros minerales adicionales se incorporan al esmalte, pero una vez que el esmalte se desgasta o se caría, no puede ser reemplazado.

"Decidimos investigar sólo aquellos genes que tienen un papel reconocido en el desarrollo de los dientes", explica Greg Wray, profesor de biología de la Universidad de Duke. La enamelisina, amelogenina, ameloblastina y enamelina son 4 proteínas implicadas en la formación de los dientes. Las mutaciones en los genes que controlan la producción de estas proteínas están asociadas con la formación anormal del esmalte. El equipo comparó genes de humanos y de cinco animales primates que creen podrían haber tenido un ancestro común. Creen que las diferencias entre estos genes trazan la evolución de cada especie, y que las diferencias más significativas indican los genes más favorecidos por la selección natural en el curso de millones de años de evolución. “Es entonces cuando sabemos que un gen está bajo selección positiva", dice la autora principal Julie Horvath.

Los genes MMP-20 y ENAM para dos de las proteínas (enamelisina y enamelina respectivamente), tuvieron diferencias significativas en la región que regula su transcripción inter-especies. Sin embargo, en estos mismos genes, las partes codificadoras de proteínas no difirieron significativamente entre las especies, y los genes para las otras dos proteínas (amelogenina, ameloblastina) tampoco difirieron. A pesar de esto, el equipo concluye que en el curso de la evolución humana, los cambios en la regulación de la transcripción de estos dos genes (MMP-20 y ENAM) contribuyeron a la formación de lo que somos hoy en día, favoreciendo selectivamente el consumo de los tipos de alimentos que comemos, y en última instancia, evolucionando nuestros cerebros para que fueran más grandes. El equipo escribe: "Tenemos la expectativa de que las mutaciones que afectan la expresión de los genes abarquen una parte importante de la base genética de las adaptaciones alimentarias durante la evolución humana”.4

El esmalte se compone de varillas de esmalte dentro de una matriz. Las varillas se fracturan si no están orientadas correctamente con la estructura de la dentina subyacente, soportadas por la dentina inferior del diente. Las varillas del esmalte están rellenas de cintas de hidroxiapatita cristalina. La formación del esmalte, a nivel molecular, es un complejo proceso de pasos múltiples. Durante las primeras etapas de la formación del esmalte, la enamelisina es secretada continuamente por células ameloblastos dentro de varillas de esmalte en maduración para despejar espacio para la enamelina. La enamelina rodea las cintas cristalinas dentro de estas varillas para guardar espacio para la eventual disposición de minerales. La enamelina está también altamente concentrada en la unión entre el esmalte y la dentina. El grosor del esmalte, así como la forma de la unión del esmalte y la dentina, varían no sólo entre las diferentes especies, sino dentro de una misma especie, por lo cual no sorprende encontrar diferencias genéticas entre especies que afecten la producción de enamelisina y enamelina.

Traduciendo la Historia que los Dientes Cuentan

El esmalte dental incorpora, ya sea de manera química o física, algunos elementos a los cuales está expuesto. Por ejemplo, las proporciones de isótopos de carbono y de oxígeno de la comida y el agua que una persona o animal ha estado consumiendo con el tiempo, se pueden medir en los componentes de carbonato y fosfato del esmalte dental. Medir las proporciones de estos isótopos, y compararlos con las fuentes de alimentos y agua disponibles, puede proporcionar pistas sobre el lugar donde una persona o animal ha vivido o ha estado viviendo. Los arañazos en el esmalte de un diente fósil, su grosor, y el material incrustado en la superficie del esmalte, también pueden proporcionar pistas acerca de la dieta acostumbrada de una persona o un animal. Por ejemplo, investigaciones recientes sobre el esmalte han demostrado que el mono extinto Paranthropus boisei (también conocido como "Hombre Cascanueces") probablemente pasó sus días escarbando bajo juncias avellanadas y masticando durante horas chufas que encontrara allí, muy a la manera de como los babuinos hacen hoy día. Estas son las clases de "historias" que las observaciones científicas del esmalte y cálculo dental nos pueden contar.

USAR EL GROSOR DEL ESMALTE PARA IDENTIFICAR AL PORTADOR ORIGINAL DE UN DIENTE ES MÁS PROBLEMÁTICO YA QUE EL GROSOR DEL ESMALTE VARÍA DE UNA ESPECIE A OTRA.

Usar el grosor del esmalte para identificar al dueño original de un diente es, sin embargo, más problemático ya que el grosor del esmalte no solo varía de una especie a otra, sino que también varía dentro de una misma especie. El grosor del esmalte y la forma de la unión esmalte-dentina varían con el diente y el género, y también varía entre las poblaciones de seres humanos a nivel regional y temporal. "No está claro en qué medida estas diferencias se deben a factores ambientales o genéticos,”5 escriben los autores de un estudio de 2006 sobre el esmalte humano moderno, publicado en el Archives of Oral Biology.

Los paleo-antropólogos, sin embargo, a menudo citan el grosor del esmalte dental como razón para declarar el fósil de un simio extinto como un ancestro humano. Así, incluso dejando las consideraciones evolutivas de lado, la variabilidad del esmalte aún entre seres humanos, así como la variación entre otras especies, hacen del uso del grosor del esmalte una manera muy tosca e imprecisa para identificar a los dueños de dientes fósiles. Los autores del estudio del 2006 escriben: "Estos factores deben considerarse en la categorización y comparación de molares de primates y humanos, particularmente cuando se incluyen dientes aislados o taxones fósiles. El grosor relativo del esmalte humano abarca la mayoría de los valores reportados para fósiles de primates y para humanos, lo que sugiere que tiene valor taxonómico limitado cuando se lo considera solo”.5

Comparando los Diseños en Común

Lo que los investigadores de Duke observaron en su estudio fueron las dos áreas del modelo productor de esmalte que difieren entre humanos y primates. Como el esmalte cubre los dientes de ambos, no es de extrañar que estas diferencias humanas se produzcan en las partes reguladoras de estos genes, las partes que controlan la transcripción, en lugar de los genes que codifican las proteínas mismas productoras de esmalte. Adicionalmente, puesto que la diferencia entre el esmalte dental humano y el de la mayoría de los simios es el grosor, los investigadores asumen —probablemente de manera correcta— que estas diferencias de regulación son las asociadas con la construcción de más esmalte para hacer más grueso al producto final.

El problema de esta investigación no es la genómica comparativa. La genómica comparativa puede ser reveladora. Como en este estudio, donde ha revelado un pequeño aspecto de las innumerables diferencias entre el diseño de Dios para los seres humanos y el diseño para muchos de los animales primates. Pero comparar los genes productores de esmalte de seres humanos con los de animales con los que compartimos algunas similitudes físicas, no revela un camino evolutivo que haya producido esas diferencias. Esa es una interpretación evolucionista impuesta sobre los datos, por aquellos que están convencidos—a pesar de la falta de evidencia experimental de evolución molécula-hombre—que los simios y los humanos comparten un ancestro en común.

Dios, (nuestro Diseñador en Común) utilizó muchos diseños y variaciones comunes al crear tanto a humanos como a animales; pero un diseño similar no es evidencia de una supuesta ascendencia evolutiva común. Dios creó a Adán y a Eva, los primeros seres humanos, a su propia imagen el mismo día que creó a los animales terrestres. Esto lo aprendemos del relato de Dios como testigo ocular registrado en el libro de Génesis, en la Biblia. Por lo cual, sabemos que no estuvo involucrada ninguna evolución de supuestos ancestros simiescos. Por si fuera poco, lo que observamos en el estudio científico de los seres vivos confirma que todos se reproducen y varían dentro de sus especies creadas —observación que es consistente con lo que leemos en la Biblia. Este estudio nos ha revelado más acerca del diseño de Dios para los dientes, y no sobre la ascendencia y divergencia de los dientes en el supuesto árbol evolutivo de la vida.

Referencias y Notas

  1. today.duke.edu/2014/05/enamelevolution
  2. El esmalte puede ser dañado y disuelto por los ácidos debido a la bacteria; resultando en decaimiento en los componentes más frágiles por debajo y en los dientes. Debido a que las células que producen las componentes de proteína del esmalte desaparecen una vez que logran cumplir con su función, el esmalte no se puede regenerar. Sin embargo, el esmalte puede incorporar químicamente algunos minerales y otros elementos a los cuales estén expuestos. Esta es la base por el uso de fluoruro en agua y pasta dental, puesto que el fluoruro fortalece el esmalte. El fluoruro promueve la difusión de calcio y fosfato en el esmalte y finalmente aparece en la estructura mineral como fluorapatita.
  3. Ambos términos homíninos y homínido son palabras cuyas definiciones incorporan las suposiciones evolutivas (1) que los humanos evolucionaron de un antepasado simiesco mediante una serie de especies pre-humanas y (2) que los humanos y los Gran Simios modernos (chimpancés, gorilas, orangutanes) comparten un ancestro en común. Homínido (como se lo escribe la mayoría de autores actuales) hace referencia a todas estas criaturas —humanos modernos, Gran Simios modernos, y los supuestos ancestros de ambos—hasta llegar al antepasado simiesco común. Homíninos refiere al lado humano del linaje evolutivo después de que se separa del ancestro en común que supuestamente compartía con los simios.
  4. J. Horvath et al., “Genetic comparisons yield insight into the evolution of enamel thickness during human evolution” [Comparaciones genéticas proporcionan comprensión de la evolución de la grosor del esmalte durante la evolución humana], de Journal of Human Evolution (2014), dx.doi.org/10.1016/j.jhevol.2014.01.005.
  5. T. M. Smith et al., “Modern human molar enamel thickness and enamel-dentine junction shape” [El grosor molar del esmalte y el esmalte-dentina forma de empalme del humano moderno], Archives of Oral Biology 51, no. 11:974–995, dx.doi.org/10.1016/j.archoralbio.2006.04.012.

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