你有没有想过为什么我们的牙齿对疼痛甚至只是冷饮如此敏感?周三的一项研究表明,这可能是因为它们最初进化的目的与5亿年前咀嚼的目的截然不同。
长期以来,科学家们一直难以确定牙齿的确切起源及其用途。
它们的进化前身被认为是称为齿的硬结构,齿最初不是出现在口腔中,而是出现在大约5亿年前最早的鱼类的外部盔甲上。
即使在今天,鲨鱼、黄貂鱼和鲶鱼也长满了微小的牙齿,使它们的皮肤像砂纸一样粗糙。
关于这些齿最初出现的原因,有几种理论,包括它们可以抵御捕食者,帮助在水中移动或储存矿物质。
但发表在《自然》杂志上的这项新研究支持了这样一种假设,即它们最初被用作将感觉传递给神经的感觉器官。
起初,该研究的主要作者Yara Haridy甚至没有试图寻找牙齿的起源。
相反,芝加哥大学的博士后研究员正在探索另一个困扰古生物学领域的主要问题:最古老的有脊椎的动物化石是什么?
Haridy要求美国各地的博物馆向她发送数百个脊椎动物标本,其中一些小到可以放在牙签尖上,这样她就可以使用CT扫描仪进行分析。
她开始关注牙本质,即向牙髓神经发送感觉信息的牙齿内层。
事情变得可疑一块来自寒武纪时期的化石Anatolepis似乎是她正在寻找的答案。它的外骨骼在齿状突下方有孔,称为小管,这可能表明它们曾经含有牙本质。
此前,古生物学家认为Anatolepis是历史上第一种已知的鱼类。
但是当Haridy将其与她扫描的其他标本进行比较时,她发现小管看起来更像节肢动物的感觉器官,节肢动物是一组包括甲壳类动物和昆虫的动物。因此,强大的Anatolepis被降级为无脊椎动物。
对于螃蟹、蝎子和蜘蛛等现代节肢动物来说,感器用于感知温度、振动甚至气味。
随着时间的推移,这些特征的变化很小,这表明它们已经服务于这些功能5亿年了。
研究人员表示,他们发现Anatolepis和大约4.65亿年前的脊椎动物以及一些更知名的鱼类的这些特征之间存在“惊人”的相似之处。Haridy告诉法新社:“我们对现代鱼类进行了实验,证实鲶鱼、鲨鱼和鳐鱼的外齿中存在神经。”。
这表明“口腔外的齿组织可能很敏感,也许最早的齿组织也是如此,”她补充道。
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“节肢动物和早期脊椎动物独立进化出类似的感官解决方案,以解决相同的生物和生态问题。”
同样来自芝加哥大学的资深研究作者Neil Shubin说,这些原始动物是在“相当激烈的捕食环境”中进化的。舒斌在一份声明中说:“能够感知周围水的性质非常重要。”。
Haridy解释说,随着时间的推移,鱼类进化出了下颚,在它们的嘴附近“有尖尖的结构变得有利”。
她说:“渐渐地,一些有下颚的鱼在嘴的边缘有尖尖的齿,然后最终有些直接在嘴里。”。
“牙痛实际上是一种古老的感官特征,可能帮助我们的鱼腥味祖先生存下来!”
Journal information: Nature
2025-05-26
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2025-05-25
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