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牙齿的起源:体表的鳞片如何变成口腔中的牙齿

锯鱼

人们常说大自然的牙齿和爪子是红色的——从对海洋捕食者的观察中很容易看出——但情况并非总是如此。生命以一种或另一种形式在我们的星球上存在了大约 37 亿年,但牙齿直到大约 5 亿年前才出现在进化阶段。这意味着对于生命史的前 86%,自然必须是红色的……嗯,其余的。

一段时间以来,牙齿的起源一直是古生物学争论的焦点,两个对立的起源之间明显的拔河比赛的主题。争论的一个方面是由内而外的起源:牙齿的进化独立于口腔内部的外部特征,或多或少地在今天的位置发芽。另一方面是由外而内的起源:将牙齿作为外部盔甲的想法最初迁移到嘴里。

牙齿可能起源于身体表面的想法既可怕又不符合我们的基本假设,但这并不妨碍它的真实性。根据最近发表在《解剖学杂志》上的一项研究,这可能正是发生的事情。

Penn State Behrend 的科学家们并不打算参与牙科辩论,但在研究海洋中最奇怪的鱼之一的链锯状齿鳞时,发现自己被困在众所周知的下巴中。锯鳐与现代鲨鱼和鳐鱼密切相关,但有一个明显的区别。他们的脸上有明显拉长的鼻子,上面有被称为喙齿的特征。这些锯齿状特征是动物用来觅食和防御的改良体鳞。

它们不是真正的牙齿,事实上,即使在现代锯鳐中,它们也离嘴很远,但它们具有许多相同的特征。如果你曾经有机会感受鲨鱼或鳐鱼身体的表面,你可能已经注意到它像砂纸一样的感觉。这是因为它们的身体上覆盖着真皮细齿,近距离观察时,它们看起来非常像牙齿,甚至覆盖着类似于牙釉质的物质。

牙齿由外向内起源的基本思想是,这些真皮细齿随着它们迁移到更靠近嘴巴的地方而特化,直到它们最终成为我们今天所知道和害怕的锋利的咀嚼工具。然而,迄今为止,外鳞片和下颚之间存在着我们无法闭合的间隙。如果牙齿是从真皮小齿进化而来的,我们应该期待看到它们在向口腔移动时会变成更像牙齿的东西。这使得锯鳐的喙齿成为完美的观赏位置。

研究人员正在研究 Ischyrhiza mira 的化石喙齿,它是白垩纪锯鳐科 Ischyrhiza mira 的已灭绝成员,试图表征其锯齿状鳞片。如前所述,他们并没有真正开始寻找牙齿争论的答案,事实上,他们希望它们具有与身体其他鳞片相似的结构。但事实并非如此。

用电子显微镜进行的测量表明,鼻子上的喙齿与其他身体鳞片有很大不同,尤其是因为它与覆盖其表面的牙釉质有关。相比之下,它们的内部结构比其他体鳞更接近鲨鱼牙齿。

喙齿的内部结构呈现出与牙齿相似的独特晶体结构。这种结构使小齿更容易受到喂养压力的影响,这是我们期望在它们长成牙齿时发现的。

它提供了一条途径,通过该途径,身体的鳞片可以随着时间的推移演变成可能存在于早期牙齿中的结构。鉴于锯鳐的吻齿与其近亲的结构相似,我们不得不考虑两种可能性。这些鳞片或者随着时间的推移适应并变成牙齿,或者牙齿独立进化以具有非常相似的特征。具有相似角色的特征之间的趋同进化当然不是闻所未闻,但考虑到物理上的接近,鱼的牙齿——最终是人类的牙齿——似乎从粗糙的身体鳞片开始,最终发现它们进入嘴里的方式是合理的。

鲨鱼、鳐鱼和锯鳐在我们知道它们基本上是覆盖牙齿的纯肌肉之前就已经足够奇怪和可怕了,或者我们自己的牙齿基本上是我们早已失去的古老鳞片的残余物。

大白鲨鳞片

@编程老妖

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