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动物换牙二三事

2019-02-05源的天空

科学Fans 2019年9期
关键词:换牙颌骨恒牙

源的天空

牙齿的起源与进化

牙齿是脊椎动物所具有的高度钙化的组织,是动物体内最坚硬的器官,用于切割和研磨食物。有的物种还解锁了攻击和挖洞等附加功能。

在脊椎动物的进化中,鱼类首先开始出现牙齿。鲨鱼等软骨鱼类是其中较为原始的种类,其皮肤表面有一层称为“盾鳞”的鳞片,这种鳞片与牙齿的结构非常相似。有科学家对牙齿生成相关基因和盾鳞生成相关基因進行了同源性分析,得出结论为牙齿起源于类似鲨鱼的远古软骨鱼的鱼鳞。

从鱼类开始,动物开始出现上下颌,同时进化出了牙齿来辅助上下颌的功能,使得主动撕咬成为可能。在随后的演化过程中,牙齿也随着物种的进化而改变。比如为了适应生存环境,一些脊椎动物的牙齿反而退化消失了。如鸟类为了适应飞行和采食方式,进化出喙,同时丢掉了牙齿,因此鸟儿们不用考虑换牙问题。两栖动物中的蛙类和蟾蜍类,爬行动物中的龟鳖类等同样没有牙齿,它们取食纯靠吞食而无咀嚼。

牙多不怕换

在鱼类、两栖类和爬行类等较原始的脊椎动物类群中,牙齿还没有分化,功能也相对单一。这种比较原始的牙齿在脱落后可以重新长出,被称为多牙列。

与人类只有一排牙齿相比,大多数鲨鱼有许多排牙齿。大部分鱼类和两栖类为端生齿,尚未进化出牙根,借纤维膜附着于颌骨的边缘,非常容易脱落。所以,鱼类和两栖类可以终生换新。鲨鱼平时在捕食时,最外侧的一排牙齿很容易受力脱落。牙齿脱落后对应的后排牙齿便会向前移动,把脱落牙齿的坑占住,后排又会长出新的牙齿。鲨鱼外侧的牙齿约每两周就会替换一遍。据统计,鲨鱼10年间要换掉2万多颗牙齿。

不过,要问鲨鱼一生不停换牙的终极原因是什么?也许真正原因是没有牙膏吧(并不)。

而大部分爬行动物的牙齿为侧生齿,不仅牙的基部与颌骨相连,其一侧也附着于颌骨的内缘,血管与神经由侧面入内。这种牙虽然没有完善的牙根,但比鱼类的端生牙可要牢固许多。侧生牙同样可以无限再生,而且新牙是从老牙坑中长出。爬行动物在未成年时,牙齿更换的速度也很快,一个牙槽大概每个月都会更新一次新牙。成年后牙齿的更新间隔便会大于两年。

哺乳动物牙齿结构

棱皮龟没有牙齿,但有类似牙齿的“角质齿”。

①多牙列多牙列的牙齿更换没有次数限制。除哺乳动物外的脊椎动物一般为多牙列。

大白鲨的牙齿为三角形的同型齿。除哺乳动物外,绝大多数其他脊椎动物口中的牙齿,彼此间在形态和功能上一般无明显的差异。

现在你能分辨出这些不同形状的牙齿了吗?

②异型齿异型齿出现于哺乳动物的齿形分化现象,一般分为门齿、犬齿、前臼齿和臼齿,不同类型的动物一般会有不同的齿形组合。

大象只用四颗牙齿咀嚼,但每颗牙齿都好比其他动物的一列牙齿长。

换牙,一次就好

从哺乳动物开始,动物的牙齿出现分化,产生了不同形状与分工的异型齿。异型齿的出现,使牙齿从之前的单一功能,细分为咀嚼、切割和穿透等。牙齿功能的分化,又使牙齿不能随意脱落而影响进食,因此哺乳动物的牙具有完整的牙根,能牢固地嵌在颌骨里,这种附着牢固的牙被称为槽生齿。哺乳动物的牙齿一生只能更换一次,刚出生时为乳牙,之后更换为恒牙,并终生使用。这种一生只换一次的牙,被称为双牙列。

虽然哺乳动物的恒牙要使用一辈子,但某些种类的牙齿产生了特化,保证了它们牙齿的使用寿命,比如啮齿类。它们的牙齿虽然不像鲨鱼那样不断更新,但它们的门牙却可以无限生长,以抵消使用门齿挖洞和取食时的消耗。兔形目动物的乳牙通常会在出生前脱落,出生后的小兔子便具有恒牙。由于以草为食,兔子的牙齿磨损非常决,因此恒牙全部可以无限生长。

还有一类动物,它们的恒牙既无法再生,也不像兔子那样能无限生长,但它们有特别的方式换牙,它们就是寿命很长的大象。大象有28颗用来咀嚼的臼齿,但这28颗臼齿并不是同时出现和使用的,而是在牙床的上下左右各一颗,咀嚼食物的时候只使用这四颗牙齿。当有臼齿损坏脱落后,其他的备用臼齿便从后面开始向前生长,直到取代之前臼齿的位置。大象—般在60岁左右长出最后一颗臼齿,此后便不再换牙了。

在整个自然界口腔演化的历史中,不同的物种在各自的进化脉络中发展出适合自身的形态各异的牙齿。牙齿陪伴我们经历这么多,功劳苦劳已数不清。既然人类无法拥有动物们无限长牙和换牙的能力,那就必须好好珍惜和保护牙齿们了。

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