Morfologisch en genetisch bewijs bevestigt tanden buiten de mond en zet theorieën over tandontwikkeling bij gewervelde dieren op losse schroeven.
In de wateren van het noordoosten van de Stille Oceaan ontdekte een team van wetenschappers een onverwacht kenmerk bij de gevlekte ratvis, een kraakbeenvissen vissoort die verwant is aan haaien en roggen: volwassen mannetjes hebben echte tanden boven op hun kop. Deze tanden bevinden zich in een uitsteeksel dat tenaculum wordt genoemd, dat tussen de ogen verschijnt als een witachtige bult en, wanneer het wordt uitgeklapt, de vorm aanneemt van een haak met verschillende rijen tanden. De structuur heeft twee belangrijke functies: rivalen afschrikken en het partnerdier vastgrijpen tijdens de paring. De ontdekking, bevestigd met microscopie, computertomografie en genetische analyses, dwingt ons om onze basiskennis over waar en hoe tanden bij gewervelde dieren kunnen worden gevormd, te herzien.
Wat hebben ze gevonden en waar?
De tenaculum werd waargenomen bij volwassen mannetjes van de soort, nooit bij volgroeide vrouwtjes. Bij volwassen exemplaren vertoont het aanhangsel zeven of acht rijen tanden die uit een kraakbeenachtige basis steken. Tijdens de paring gebruikt het mannetje deze haak om de borstvin van het vrouwtje vast te grijpen, wat het contact dat nodig is voor de voortplanting vergemakkelijkt. In competitieve contexten fungeert de witte, getande uitsteeksel ook als signaal, een visuele boodschap die andere mannetjes ontmoedigt.
Een centraal punt van de studie was om uit te sluiten dat deze punten dermale tandjes zijn, die typisch zijn voor de huid van haaien en roggen. Histologische en genetische vergelijkingen toonden duidelijke verschillen aan: de tanden van het tenaculum hebben dezelfde oorsprong als de tanden in de mond, terwijl de huidtandjes een ander ontwikkelingsprogramma volgen. Dit onderscheid sluit de meest voor de hand liggende verklaring uit en versterkt het tandheelkundige karakter van de bevinding.
Een getand orgaan buiten de mond
Het unieke zit niet alleen in de locatie, maar ook in het weefsel van oorsprong. Onderzoekers ontdekten dat de tanden van het tenaculum worden gevormd uit de tandplaat, hetzelfde embryonale weefsel waaruit de tanden in de mondholte ontstaan. Bij zoogdieren verdwijnt deze plaat na het volwassen worden; bij vissen en andere primitieve gewervelde dieren blijft deze gedurende het hele leven actief, waardoor frequente vervangingen mogelijk zijn. Het feit dat deze plaat buiten de mond werkt, bevestigt dat het programma dat tanden produceert meer plasticiteit heeft dan traditionele modellen accepteerden.
Deze eigenschap houdt bovendien verband met de seksuele rijping. De grootte en complexiteit van het tenaculum houden geen verband met de totale lichaamslengte, maar met de ontwikkeling van andere reproductieve kenmerken, zoals de bekkenklauwen. Deze correlatie suggereert dat er selectiedruk is die verband houdt met reproductief succes in plaats van met voeding of verdediging. Vanuit biomechanisch oogpunt verhoogt het tenaculum de wrijving, verdeelt het de krachten tijdens de amplexus en vermindert het het risico op ongewilde scheiding, wat cruciaal is in stromend water of in competitieve situaties.
De variatie in het aantal tandrijen – zeven of acht bij volwassenen – wijst op een moduleerbaar kenmerk. Het is waarschijnlijk dat geslachtshormonen en omgevingssignalen van invloed zijn op de uiteindelijke groei ervan. Die flexibiliteit past in een scenario waarin kraakbeenvissen actieve circuits voor tandvervanging onderhouden, die kunnen inspelen op de behoeften van elke levensfase.
Waarom is dit belangrijk voor de evolutie
De meeste gewervelde dieren hebben alleen tanden in de mond en tot nu toe werd hun oorsprong voornamelijk toegeschreven aan cellen die zich in de mondholte bevinden. De spotted ratfish doorbreekt deze cirkel. De genexpressieprofielen tonen de activering van dezelfde genen die mondtanden vormen, iets wat niet gebeurt bij de huidtandjes. Deze overeenkomst ondersteunt het idee van een odontogene module die zich kan uiten in niet-orale regio’s wanneer de evolutionaire context dit bevordert.
De paleobiologische interpretatie wint aan kracht door de kruising van fossiele en actuele gegevens. Verschillende primitieve vissen vertonen harde extra-orale elementen met een microstructuur die lijkt op die van tanden. Het tenaculum biedt een hedendaags en functioneel voorbeeld dat morfologie, histologie en genetica in dezelfde richting brengt: tanden konden vaker dan gedacht buiten de mond ontstaan en functioneren in voorouderlijke geslachten. In dat licht is het niet verwonderlijk dat het team voorstelt om te zoeken naar onbekende tandachtige structuren bij andere soorten.
De impact van de vondst reikt ook tot de ecologie van de voortplanting. Als seksuele selectie het tandprogramma kan inzetten om grijpgereedschap en concurrentiesignalen te maken, lijkt het gebit niet langer een kenmerk te zijn dat uitsluitend wordt bepaald door voedingsdruk. Het getande tenaculum combineert hardheid, vervangbaarheid en communicatieve waarde en laat zien hoe de evolutie bekende onderdelen hergebruikt om nieuwe problemen op te lossen.
De agenda blijft open met concrete vragen: welke signalen sturen de activering van de tandplaat in de kop? Zijn er anatomische beperkingen voor de locatie ervan? Hoeveel soorten delen varianten van dit kenmerk? Welke omgevingsfactoren beïnvloeden de grootte ervan? Tegelijkertijd zou het begrip van deze mechanismen kunnen leiden tot nieuwe wegen in de regeneratieve tandheelkunde, een gebied dat onderzoekt hoe tandweefsel kan worden hersteld op basis van reeds bestaande biologische programma’s.
