Forskare har hittat äkta tänder som utvecklas på pannan hos den fläckiga ratfishen, vilket utmanar tanken att ryggradsdjurs tänder bara utvecklas i käkarna. Upptäckten, som beskrivs i en ny studie, visar att dessa huvudtänder delar genetiska ursprung med orala tänder och hjälper hanar med parning. Detta fynd omformar förståelsen av tandutveckling hos broskfiskar.
Den fläckiga ratfishen, en släkting till hajar som är vanlig i nordöstra Stilla havet och Puget Sound, har en unik struktur kallad tenakulum på pannan hos vuxna hanar. Denna broskbaserade utväxt, som liknar en krokformad organ när den höjs, är fodrad med rader av tänder som hjälper hanar att greppa honorna vid bröstfenan under undervattensparning. Fläckiga ratfishar, som är en del av chimera-gruppen som divergerade från hajar för miljontals år sedan, växer till cirka 2 fot långa, med svansar som utgör hälften av deras längd.
I åratal antog biologer att tänder hos ryggradsdjur var begränsade till käkar, essentiella för näring. Men studiet av tenakulum har vändt upp och ner på denna syn. "Denna galna, fullständigt spektakulära egenskapen vänder den långvariga antagandet i evolutionsbiologi att tänder är strikt orala strukturer," sade Karly Cohen, postdoktoralforskare vid University of Washington vid Friday Harbor Labs. Teamet analyserade hundratals ratfish med mikro-CT-skanningar och vävnadsprover, och jämförde dem med fossiler från relaterade arter.
Utvecklingen börjar tidigt: båda könen bildar en tenakulum-förstadie, men hos hanar förlängs den, bryter igenom huden och sprider sju eller åtta rader av krokiga tänder rotade i dental lamina—ett band av vävnad som vanligtvis bara finns i käkar. Genetisk analys bekräftade att dessa är sanna tänder, som uttrycker samma gener som orala tänder hos ryggradsdjur, till skillnad från tandliknande dentiklar på kroppen. "När vi såg dental lamina för första gången, poppade våra ögon," noterade Cohen.
Tenakulum tjänar också för display, avskräckande rivaler, och alignar utvecklingsmässigt med bäckenklämsar som används vid parning. "Vi har en kombination av experimentella data med paleontologiska bevis för att visa hur dessa fiskar övertog ett befintligt program för tillverkning av tänder," sade medförfattaren Michael Coates vid University of Chicago. Denna forskning, finansierad av National Science Foundation och andra, tyder på att tänder kan ha utvecklats mer dynamiskt utanför käkar, och erbjuder insikter i ryggradsdjurs historia.
Studien publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences (2025; 122(37), DOI: 10.1073/pnas.2508054122).