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你知道嗎？牙齒的出現(xiàn)，是脊椎動物演化史上最偉大的進(jìn)步之一。 如果沒有牙齒，很難想象生命將會變得多么羸弱。作為有頜脊椎動物體內(nèi)最堅(jiān)硬的器官，牙齒自從第一次出現(xiàn)，就在億萬年的演化史中被保留了下來。那么，牙齒是從哪里來的呢？ 在回答這個(gè)問題之前，先讓我們重新認(rèn)識一下牙齒。 你真的了解牙齒嗎？ 我們通常所說的牙齒，是長在頜骨上的一種堅(jiān)硬的鈣化組織，主要包含 3 層基本結(jié)構(gòu)：最里面是牙髓腔，包含著牙神經(jīng)和血管，中間是一層齒質(zhì)，齒質(zhì)上面則由一層又白又亮的釉質(zhì)覆蓋，極其堅(jiān)硬，對牙齒起著保護(hù)作用。   世界上的第一顆牙齒 從鯊魚到人類，所有的現(xiàn)代脊椎動物都有非常整齊且對稱的牙齒，并且有相同的牙齒替換模式，即新的牙齒從頜內(nèi)側(cè)長出來并向外移動以取代舊的牙齒。 然而，硬骨魚類（包括了鱷魚、恐龍、翼龍、狗、人類等陸地脊椎動物）的牙齒和以鯊魚為代表的軟骨魚類的牙齒之間有一些差異，例如：在所有硬骨魚類中，牙齒總是附著在頜骨上，而鯊魚沒有硬骨，它們的骨骼都是由軟骨構(gòu)成的，以至于身上的鱗片和嘴里的牙齒都直接嵌入在皮膚里；此外，硬骨魚通過溶解掉牙基來實(shí)現(xiàn)牙齒的脫落，而鯊魚只是簡單地通過將磨損的牙齒從皮膚上脫落完成牙齒替換。 硬骨魚類和軟骨魚類牙齒之間的這些相似性和差異性引發(fā)了許多關(guān)于牙齒起源的問題，例如：如此有序的牙齒替換系統(tǒng)是在什么時(shí)候演化出來的？鯊魚和硬骨魚，誰的牙齒附著狀態(tài)更加原始？    2022 年 9 月，《自然》雜志以封面文章的形式發(fā)表了中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士團(tuán)隊(duì)在貴州石阡志留系溶溪組中發(fā)現(xiàn)的 4.39 億年前的有頜類化石庫。 該研究團(tuán)隊(duì)在從野外采回的近 4 噸魚類微體化石樣品中，挑選出了 23 枚有頜類牙齒標(biāo)本。通過高精度 CT、三維復(fù)原以及組織學(xué)切片等技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)這些牙齒屬于 4.39 億年前的雙列黔齒魚。  牙齒起源的兩個(gè)假說 既然搞清楚了牙齒出現(xiàn)的大概時(shí)間，那牙齒又是如何起源，又是如何變成了現(xiàn)在的樣子呢？ 目前，學(xué)術(shù)界對于牙齒的起源有兩種假說，分別是“由內(nèi)而外”假說和“由外而內(nèi)”假說。      那么究竟哪種假說才是正確的呢？ 到底是魚鱗還是牙齒？ 結(jié)語 參考文獻(xiàn) [1] García-López, S. and Sanz-López, J. 2002. Devonian to Lower Carboniferous conodont biostratigraphy of the Bernesga Valley section (Cantabrian Zone, NW Spain). In García-López S. and Bastida F. (eds.), Palaeozoic conodonts from northern Spain. Eight International Conodont Symposium held in Europe. Publicaciones del Instituto Geológico y Minero de Espa?a (Serie: Cuadernos del Museo Geominero, 1), Madrid: 163-205. [2] 曲冰, 汪靜, 潘超, 周笑輝, & 潘瀾瀾. (2011). 仿鯊魚皮表面微結(jié)構(gòu)材料制備的研究. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 26(2), 3. [3] Sparks, K.J. 2013. Encyclopaedia Britannica. Encyclop??dia Britannica, Incorporated. [4] 蓋志琨，朱敏. 2018.無頜類演化史與中國化石記錄.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. [5] De Iuliis G., Pulerà D.. 2007. The dissection of vertebrates. Academic press. [6] Va?kaninová V, Chen D, Tafforeau P, et al. 2020. Marginal dentition and multiple dermal jawbones as the ancestral condition of jawed vertebrates. Science,369(6500): 211-216. [7] Qu Q, Haitina T, Zhu M, et al.2015. New genomic and fossil data illuminate the origin of enamel. Nature,526(7571): 108-111. [8] Potter I C, Gill H S, Renaud C B, et al. 2015. The taxonomy,phylogeny, and distribution of lampreys[M]//Docker M F. Lampreys: Biology, Conservation and Control: Volume 1. Dordrecht: Springer Netherlands: 35—73. 策劃制作 出品丨科普中國 作者丨山顯任 蓋志琨 中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所 監(jiān)制｜中國科普博覽 責(zé)編丨楊雅萍 |
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