歯の発生とホミノイド臼歯の多様性の起源のEvo-devoモデル

Evo-devo models of tooth development and the origin of hominoid molar diversity.

• Alejandra Ortiz
• Shara E Bailey
• Gary T Schwartz
• Jean-Jacques Hublin
• Matthew M Skinner

抄録

ホミノイド臼歯の化石を特徴づける詳細な解剖学的特徴は、ホミノイド臼歯の分類学、系統学、古生物学の再構築において重要な役割を果たしている。ヒトの起源研究では臼歯の形態が重要視されているにもかかわらず、歯冠の特徴の多様性を生み出す発生メカニズムはまだ十分に理解されていない。歯の形態形成モデルであるパターニングカスケードモデル（PCM）は、人類の進化の中で臼歯部の形態がどのようにして、そしてなぜ多様な形態になったのかを探るための発生の枠組みを提供してくれる。私たちは、エナメル質の結び目の配列の記録であるエナメル質内部上皮のバーチャルマップを作成し、17種のホモノイドの生きている種および化石種のエナメル質上皮のバーチャルマップを作成して、PCMがすべての主要な付属咬合の発現を説明しているかどうかを調べました。その結果、ホミノイドの臼歯部形態の変化と進化的変化の大部分は、すべての哺乳類に共通する一般的な発達規則に沿ったものであることがわかった。これらの結果は、ホモ科の系統における臼歯冠の形態を正確に解釈する上で重要な意味を持っています。

The detailed anatomical features that characterize fossil hominin molars figure prominently in the reconstruction of their taxonomy, phylogeny, and paleobiology. Despite the prominence of molar form in human origins research, the underlying developmental mechanisms generating the diversity of tooth crown features remain poorly understood. A model of tooth morphogenesis-the patterning cascade model (PCM)-provides a developmental framework to explore how and why the varying molar morphologies arose throughout human evolution. We generated virtual maps of the inner enamel epithelium-an indelibly preserved record of enamel knot arrangement-in 17 living and fossil hominoid species to investigate whether the PCM explains the expression of all major accessory cusps. We found that most of the variation and evolutionary changes in hominoid molar morphology followed the general developmental rule shared by all mammals, outlined by the PCM. Our results have implications for the accurate interpretation of molar crown configuration in hominoid systematics.