SI NO HAY REEMPLAZO ¡QUE DUREN MÁS! DIENTES DE REPTILES DE ESMALTE COMPLEJO

SI NO HAY REEMPLAZO ¡QUE DUREN MÁS! DIENTES DE REPTILES DE ESMALTE COMPLEJO

Casi lagartos

Los esfenodontes son un grupo de reptiles emparentados muy cercanamente con los lagartos. Son más antiguos que los dinosaurios pues se originaron hace unos 240 millones de años (Ma), a principios de la Era Mesozoica. Durante el Triásico (250 a 200 Ma), en que el mundo estaba conformado por un único continente, Pangea, los esfenodontes se distribuyeron por todo el mundo, dando origen a numerosos linajes. Sus primos, los lagartos, también se distribuían lentamente por el mundo.

La historia de los esfenodontes contiene numerosos capítulos. Se fueron haciendo comunes entre la fauna de vertebrados continentales y dejaron sus restos fósiles en diversas regiones del mundo (Gran Bretaña, China, América del Norte, Brasil, etcétera) mientras evolucionaban a la sombra de los dinosaurios. Durante el Jurásico (hace entre 144 y 200 Ma) los esfenodontes, de tamaño más bien reducido, adquirieron una gran variedad de denticiones y dietas. Había insectívoros, carnívoros (clevosaurios), piscívoros (pleurosaurios) y, hacia fines del Jurásico, aparecieron herbívoros (eilenodontinos).

Fig1

Figura 1. Aunque hoy sólo sobrevive Sphenodon en Nueva Zelanda, hubo muchos tipos de esfenodontes en los 240 millones de años que hace que existen. Así como vivieron en muchos diferentes ambientes, también tuvieron una muy variada alimentación. Ilustración de Jorge A. González para Investigación y Ciencia (2005).

De dientes duros

Los enormes esfenodontes herbívoros, como Priosphenodon avelasi, de un de un metro y medio de longitud, vivieron a principios del Cretácico Superior, hace unos 100 millones de años. Se han hallado sus restos en La Buitrera, provincia de Río Negro.

A diferencia del viviente Sphenodon o tuatara, Priosphenodon era un herbívoro altamente especializado, con sus huesos maxilares, mandibulares y palatinos cargados de dientes (los esfenodontes tienen una doble hilera de dientes en el cráneo: uno en el maxilar y otro en el paladar).

Además tuatara cuenta con una masticación propalinal (la mandíbula se desliza adelante y atrás encarrilada entre los huesos maxilar y palatino) y una barra temporal inferior completa. Esta adaptación, antes considerada como “primitiva”, hoy es vista como propia de un grupo de esfenodontes avanzados. Al conectar la región del cráneo donde el hueso cuadrado se articula con el hueso yugal, refuerza la región de la mejilla permitiéndoles aplicar un corte mucho muy poderoso, capaz de seccionar huesos de aves, de las que a veces se alimenta para complementar su dieta.

A diferencia de nuestros dientes, que se alojan en alvéolos o tecas en los huesos maxilar y dentario, y de los lagartos, que los tienen sobre una repisa de hueso en el interior de la boca, en los esfenodontes están soldados al borde de los huesos y en los adultos no se reemplazan, permanecen hasta gastarse. Sin embargo, esto es razonable en reptiles carnívoros o insectívoros, donde los dientes no deben forcejear para cortar comida fibrosa. En herbívoros el corte es más difícil y produce desgaste de la pieza dentaria, en especial si la comida viene sucia con arena o ceniza volcánica.

Los mamíferos tenemos un solo repuesto, un conjunto de reemplazo de dientes adultos, por lo que nuestros dientes son más resistentes y duran el mayor tiempo posible. En consecuencia, el esmalte que cubre los dientes de los mamíferos, el tejido dental más duro, es a menudo un orden de magnitud más grueso que el esmalte de los reptiles promedio (que se reemplaza con frecuencia), y está formado en una estructura de pequeños hilos minerales llamados prismas que hacen que el esmalte sea mucho más fuerte. Es así que muchos mamíferos pueden darse el lujo de comer plantas duras.

En reptiles, los dientes se reemplazan innumerables veces y, aunque los dientes de los herbívoros pueden adquirir diversas formas, en estructura no difieren demasiado de los de los carnívoros.

En Priosphenodon, los dientes no se reemplazan, solo se van sumando al fin posterior de la mandíbula cuando esta va creciendo.

Fig2

Figura 2. Priosphenodon avelasi es el esfenodonte más grande que se ha registrado. Fue hallado en La Buitrera (provincia de Río Negro) y era herbívoro. Ilustración de Jorge A. González para Investigación y Ciencia (2005).  A la derecha de la imagen se puede observar el cráneo y componentes de los dientes.

El sitio

La Buitrera es una localidad fosilífera situada cerca de Cerro Policía, en el noroeste de Río Negro, a unos 1.300 kilómetros de Buenos Aires. Dicho sitio se viene estudiando desde 1999 y ha provisto una impresionante lista de hallazgos completamente nuevos como dinosaurios carnívoros del grupo de los velocirraptores (Buitreraptor, Alnashetri), cuello-largos (Cathartesaura), cocodrilos omnívoros a herbívoros con hocico de zorro (Araripesuchus buitreraensis), reptiles esfenodontes herbívoros (Priosphenodon avelasi), lagartijas, serpientes con patas (Najash rionegrina), mamíferos driolestoideos de hocico largo (Cronopio dentiacutus), tortugas (Prochelidella buitreraensis) y peces pulmonados o dipnoos.

Fig4
Fig3

Figura 3. Izquierda: Localidad Paleontológica de La Buitrera, provincia de Río Negro. Derecha: Excavación en afloramientos de la Formacion Candeleros en La Buitrera. 

El estudio

Analizando el interior de los dientes de nuestro esfenodonte mediante microscopía y tomografías hallamos algo sorprendente. En lugar de formar triángulos puntiagudos en la parte superior de las mandíbulas, los dientes de Priosphenodon se han transformado en conos que se apilan entre sí a lo largo de las mandíbulas.

A los dientes de las mandíbulas inferiores les faltan las caras frontales, mientras que los dientes de las mandíbulas superiores carecen de las caras posteriores. Cuando estos dientes se cortaron unos a otros y se desgastaron, los dientes formaron crestas de esmalte duro y cuencos poco profundos de dentina y hueso más blandos.

Además, cuando observamos más profundamente las mandíbulas nos dimos cuenta de que el esmalte y la dentina se doblaban y torcían en formas complejas, a veces entrecruzando los dientes vecinos para crear un elaborado sistema de anclaje entre los dientes. Sin raíces estándar, cada diente usa su diente vecino de anclaje del esmalte formando una sujeción accesoria de diente a diente. Esto habría mantenido todo el conjunto de dientes juntos mientras Priosphenodon molía a través de su comida.

En el esmalte, sin embargo, había otra sorpresa. El esmalte de Priosphenodon es muy grueso (el doble que el de un reptil típico) y está organizado en pequeños prismas minerales. En otros reptiles la cantidad de esmalte utilizado es de menos de la mitad y, además, el esmalte se deposita en láminas de cristales minerales menos organizados. Es la primera vez que se registra en un esfenodonte la posibilidad de desarrollar un esmalte estereotípico de mamíferos, organizado en prismas, aunque ya se había registrado en un tipo de lagarto herbívoro, el lagarto de cola espinosa (Uromastyx) que también tiene dientes sin reemplazo y de esmalte complejo que usan para machacar tejidos vegetales duros.

Solo en raras ocasiones se encuentran reptiles herbívoros que han perdido la capacidad de reemplazar sus dientes. Esta combinación de factores probablemente promovió la evolución de un esmalte más resistente, «parecido a un mamífero» en Priosphenodon.

El material estudiado incluye numerosas mandíbulas y maxilares incompletos.

Fig5

Figura 4. Fotografía bajo el microscopio del esmalte de Priosphenodon. A la izquierda se muestra el esmalte de Priosphenodon comparado con el de un lagarto y el de un mamífero (diente humano). Las flechas negras señalan prismas individuales. A la derecha, se muestran detalles de la estructura del esmalte.

Lugar y época

En aquellos tiempos del Cretácico, un vasto desierto se había formado entre Río Negro y Neuquén, el Kokorkom o desierto de los huesos. Las arenas depositadas, endurecidas, compactadas y petrificadas, se conocerían luego como Formación Candeleros.

Un detallado estudio desarrollado por los geólogos Dr. Gonzalo Veiga, Lic. Joaquín Pérez Mayoral, Dra. María Lidia Sánchez y Lic. Soledad Gualde, nos permitieron conocer que los 20 metros de depósitos rocosos representan tres etapas que nos muestran cómo se contraían y expandían los márgenes del viejo desierto Kokorkom como resultado de los cambios climáticos de la época.

Priosphenodon vivió en una época coincidente con los más grandes dinosaurios conocidos, como el dinosaurio carnívoro Giganotosaurus y apenas un poco antes del dinosaurio herbívoro Argentinosaurus.

¿Por qué es importante este hallazgo?

Muy poco sabemos de los esfenodontes entre el Jurásico y la actualidad. La persistencia del tuatara en Nueva Zelanda siempre ha sido considerada un misterio. Hoy sabemos que permanecen en Nueva Zelanda no porque hayan llegado de otro lugar, sino porque estos esfenodontes eran parte característica de la fauna de vertebrados terrestres del hemisferio Sur, como lo explica su hallazgo en Argentina.

Sin título

Cita de la publicación científica:

Aaron R.H. LeBlanc, Sebastián Apesteguía, Hans C.E. Larsson y Michael W. Caldwell (2020). Unique Tooth Morphology and prismatic enamel in Late Cretaceous sphenodontians from Argentina. Current Biology, https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.071