Nya forskningsrön om ansiktets uppkomst

Denna vecka i den ledande vetenskapliga tidskriften Nature presenterar ett fransk-svenskt forskarteam nya fossil som belyser uppkomsten av en av de viktigaste och mest känsloladdade delarna av vår anatomi: ansiktet. De visar hur en serie fossil, med den 410 miljoner år gamla pansarfisken Romundina i centrum, dokumenterar den stegvisa framväxten av ansiktet under evolutionen från rundmunnar till käkförsedda ryggradsdjur.

Ryggradsdjuren kan uppdelas i två huvudgrupper, käklösa och käkförsedda. De enda nulevande käklösa ryggradsdjuren, eller rundmunnarna, är nejonögonen och pirålarna, medan det finns mer än femtio tusen arter av käkförsedda ryggradsdjur, däribland vi själva. Vi vet att de käkförsedda vertebraterna utvecklades ur rundmunnarna, en dramatisk ombyggnad som så att säga vände ut och in på ansiktet.

Hos rundmunnarnas embryon växer två vävnadsblock framåt, ett på var sida av hjärnan, och möts framför hjärnan där de skapar en stor "överläpp" med en enda "näsborre" i mitten strax framför ögonen. Hos käkförsedda ryggradsdjur växer samma vävnad framåt i mittlinjen under hjärnan och tränger sig mellan höger och vänster nässäck. Dessa öppnar sig med separata näsborrar på utsidan. Det är därför vi har två näsborrar i stället för ett stor hål mitt i ansiktet. Framhjärnan är också mycket längre hos käkförsedda ryggradsdjur än hos rundmunnar, med resultatet att vår nos är placerad längst fram på ansiktet, inte långt bak mellan ögonen.

Fram till nu har forskare vetat väldigt lite om mellanstegen i denna egendomliga omvandling. Det är därför Romundina, en tidig fossil pansarhaj (primitiv käkförsedd fisk) från arktiska Kanada, är så intressant. Skallen av Romundina, bevarad på Muséum national d'Histoire naturelle i Paris, har två näsborrar men dessa sitter långt bak, bakom en "överläpp" liknande rundmunnarnas.

- Skallen uppvisar en blandning av primitiva och moderna drag, och är en perfekt övergångsform mellan en rundmun och ett käkförsett ryggradsdjur, säger Vincent Dupret från Uppsala universitet, försteförfattare och en av projektets två ledare.

På basis av en skiktröntgenstudie utförd vid European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble i Frankrike visar forskarna att Romundina hade en kort framhjärna liknande rundmunnarnas.

- Man kan säga att Romundina är konstruerad som ett käkförsett ryggradsdjur men har en rundmuns proportioner. Det visar att organisationen av de stora vävnadsblocken ändrades först, och att huvudets proportioner han ikapp senare, säger andre projektledare Per Ahlberg, också från Uppsala.

Genom att placera Romundina i en serie av fossila fiskar, somliga mer primitiva och andra mer avancerade, lyckas författarna kartlägga stegen i omvandlingen från rundmunnarnas egendomliga ansikte till den mer bekanta modell vi ser i spegeln varje morgon.

För mer information om studien kontakta:
Per Ahlberg, professor vid institutionen för organismbiologi, Uppsala universitet, tel: 018-471 2641, e-post: Per.Ahlberg@ebc.uu.se  (svenska och engelska)
eller
Vincent Dupret, forskare vid institutionen för organismbiologi, e-post: vincent.dupret@ebc.uu.se
Är på resande fot så skicka ett mail för att boka in en intervju (engelska och franska)

Dupret et al. (2014) A primitive placoderm sheds light on the origin of the jawed vertebrate face, Nature,  DOI: 10.1038/nature12980