Entretanto, essa suposição pode não ser mais válida. Pesquisadores que estudam o peixe-rato manchado, uma espécie semelhante a tubarões encontrada no noroeste do Oceano Pacífico, descobriram que ele possui fileiras de dentes crescendo na parte superior da cabeça. Esses dentes alinham-se em uma estrutura baseada em cartilagem chamada tenáculo, um apêndice na testa que se assemelha vagamente ao nariz do personagem Squidward.

Durante anos, biólogos debateram sobre a origem dos dentes — uma questão significativa, pois eles são essenciais para a alimentação e sobrevivência. A maioria das discussões concentrou-se exclusivamente nos dentes orais, sem considerar a possibilidade de que eles poderiam ter evoluído em outras partes do corpo. A descoberta de dentes no tenáculo trouxe à tona esse debate, levando pesquisadores a questionar quão comuns essas características poderiam ser e o que elas revelam sobre a história da dentição dos vertebrados.

“Essa característica incrível e absolutamente espetacular desafia a suposição de longa data na biologia evolutiva de que os dentes são estruturas estritamente orais,” afirmou Karly Cohen, pesquisadora de pós-doutorado nos Friday Harbor Labs da Universidade de Washington. “O tenáculo é um relicário do desenvolvimento, não uma anomalia bizarra, e é o primeiro exemplo claro de uma estrutura dentada fora da mandíbula.”

O estudo foi publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences.

Os peixes-ratos manchados são comuns na Puget Sound. Eles pertencem a um grupo de peixes cartilaginosos chamado quimeras, que se separou dos tubarões há milhões de anos. Crescendo até cerca de 60 centímetros de comprimento, esses peixes têm o nome em razão de suas longas caudas delgadas que representam cerca de metade de seu tamanho corporal. Apenas os machos adultos desenvolvem um tenáculo na testa. Quando estão em repouso, ele aparece como um pequeno nódulo branco entre os olhos, mas quando erguido, se torna um órgão curvado e espinhento coberto de dentes.

Os machos utilizam o tenáculo tanto para exibição quanto para função. Eles o levantam para afastar rivais e, durante o acasalamento, usam-no para agarrar as fêmeas pela nadadeira peitoral, mantendo o casal junto na água.

“Os tubarões não têm braços, mas precisam acasalar embaixo d’água,” comentou Cohen. “Portanto, muitos desenvolveram estruturas de apreensão para se conectar a um parceiro durante a reprodução.”

Os peixes-ratos manchados também utilizam claspers pélvicos para a reprodução, de maneira semelhante a muitos outros peixes cartilaginosos.

Na maioria dos tubarões, raias e skates, o corpo é coberto por pequenas escamas semelhantes a dentes chamadas dentículos. Mas, com a exceção dos dentículos em seus claspers pélvicos, os peixes-ratos manchados têm pele predominantemente lisa. Essa falta incomum de dentículos levou os cientistas a questionar o que aconteceu com eles — e se os dentes no tenáculo poderiam representar seus remanescentes evolutivos.

Antes de realizar o estudo, os pesquisadores consideraram duas hipóteses. Uma era que os “dentes” eram apenas dentículos modificados, uma característica herdada de ancestrais antigos. A outra sugeria que eram dentes genuínos, semelhantes aos encontrados na boca.

“Os ratfish têm rostos muito estranhos,” disse Cohen. “Quando são pequenos, parecem com um elefante enfiado em um pequeno saco de gema.”

As células que formam a região oral estão mais dispersas, o que torna plausível que, em algum momento, um grupo de células formadoras de dentes possa ter migrado para a cabeça e se fixado.

Para verificar essas teorias, os pesquisadores capturaram e analisaram centenas de peixes, utilizando micro-CT e amostras de tecido para documentar o desenvolvimento do tenáculo. Embora os tubarões possam ser difíceis de estudar, os peixes-ratos manchados são abundantes na Puget Sound. Eles costumam habitar as águas rasas ao redor dos Friday Harbor Labs, a instalação de pesquisa da UW localizada na Ilha San Juan. Os cientistas também compararam o ratfish moderno a fósseis ancestrais.

As varreduras mostraram que tanto os machos quanto as fêmeas de ratfish começam a desenvolver um tenáculo logo no início. Nos machos, ele cresce a partir de um pequeno grupo de células em uma pequena protuberância branca que se alonga entre os olhos. Ele se conecta a músculos que controlam a mandíbula e, finalmente, emerge através da pele, brotando dentes. Nas fêmeas, a estrutura nunca se forma — ou mineraliza — mas há evidências de uma estrutura inicial remanescente.

Os novos dentes estão ancorados em uma faixa de tecido chamada lâmina dental, que está presente na mandíbula, mas nunca foi documentada em outras partes do corpo. “Quando vimos a lâmina dental pela primeira vez, nossos olhos quase saltaram,” disse Cohen. “Foi emocionante ver essa estrutura crucial fora da mandíbula.”

Em humanos, a lâmina dental se desintegra após o crescimento dos nossos dentes permanentes, mas muitos vertebrados mantêm a capacidade de substituir seus dentes. Os tubarões, por exemplo, possuem “uma esteira constante” de novos dentes, como disse Cohen. Os dentículos dérmicos, incluindo aqueles nos claspers pélvicos do peixe-rato manchado, não têm uma lâmina dental. Identificar essa estrutura foi uma evidência convincente de que os dentes no tenáculo realmente são dentes e não dentículos remanescentes. A evidência genética também apoiou essa conclusão.

“Os dentes dos vertebrados são extremamente bem unidos por um conjunto genético,” disse Cohen.

As amostras de tecido revelaram que os genes associados aos dentes em vertebrados foram expressos no tenáculo, mas não nos dentículos. Na recordação fóssil, também observaram evidências de dentes no tenáculo de espécies relacionadas.

“Temos uma combinação de dados experimentais e evidências paleontológicas que mostram como esses peixes reaproveitaram um programa pré-existente para a fabricação de dentes para criar um novo dispositivo que é essencial para a reprodução,” afirmou Michael Coates, professor e chefe de biologia funcional e anatomia na Universidade de Chicago e coautor do artigo.

Os modernos machos adultos de peixe-rato manchado podem crescer sete ou oito fileiras de dentes curvados no tenáculo. Esses dentes se retraem e flexionam mais do que o canino médio, permitindo que o peixe se agarre a um parceiro enquanto nada. O tamanho do tenáculo também parece não estar relacionado ao comprimento do peixe. O seu desenvolvimento se alinha, em vez disso, aos claspers pélvicos, sugerindo que o tecido migrante agora é regulado por outras redes.

“Se essas estranhas quimeras estão colocando dentes na parte frontal da cabeça, isso faz você pensar sobre a dinamicidade do desenvolvimento dental de forma mais geral,” disse Gareth Fraser, professor de biologia na Universidade da Flórida e autor sênior do estudo.

Os tubarões frequentemente servem como modelo para estudar dentes e desenvolvimento porque possuem muitos dentes orais e são cobertos de dentículos. Mas, acrescentou Cohen, os tubarões representam apenas uma fração da diversidade dental capturada pela história. “As quimeras oferecem um vislumbre raro do passado,” disse ela. “Acredito que quanto mais olharmos para estruturas espinhosas em vertebrados, mais dentes vamos encontrar fora da mandíbula.”

Essa pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, pela Save Our Seas Foundation, e por fundos internos dos Friday Harbor Labs que apoiam pesquisas inovadoras para carreiras em início.