牙齿背后的秘密

    牙齿或许是最容易被忽视的人体器官之一。在医学院的解剖课上，关于它的讲解，通常只用上几分钟，在各大健康网站最需要保养的身体部位名单里，这排“小白石头”也极少能够榜上有名。
 
    不过，在古生物学家、芝加哥大学生物系解剖学教授尼尔·舒宾（NeilShubin）看来，小小的牙齿，却包含着生命进化的许多信息。

    众所周知，牙齿是生物体内最为坚硬的部分。从进化论的角度来解释，这是因为它必须比要分解的食物更坚硬。这种特殊的硬度，归因于牙齿内部包含的一种名叫羟磷灰石的分子晶体，它使得牙齿可以抵抗弯曲、压迫和其他外力。

    然而，牙齿是何时出现的？怎么出现的？为什么会出现？这些问题的答案，就记录在各种古生物的化石中，等待着那些“满地找牙”的科学家的破解。

    迄今为止，最早发现的和牙齿有关的化石，是19世纪30年代由俄国生物学家克里斯蒂安·潘德尔发现的牙形虫化石。这是一种生活在大约5亿年前的小型海洋贝壳类生物体，有着一系列冒出体外的尖齿。

    长久以来，这种奇怪的化石一直是团迷雾。它究竟是动物还是植物？科学家们为此展开过激烈的讨论，一度给出了以下几种解释——蛤的碎片、海绵生物、脊椎类动物、蠕虫类动物。

    最终，在一条七鳃鳗化石上发现的牙形虫，解开了这个谜题。这种远古无颌鱼类，身上没有任何坚硬的骨骼，但嘴里含有一整套排列整齐的牙形虫。这种最为原始的牙齿的出现，不是为了保护自身，而是为了吃掉其他鱼类。

    牙齿的出现，令弱肉强食的竞争由此开始。舒宾从不同年代地层中挖掘出的化石，也显示了生物进化的不同阶段。

    在距今2亿年前的岩层中，有着类似于蜥蜴的动物化石。这些生物比老鼠大不了多少，用四条腿走路，有与身体不相称的巨大头颅。虽然它们牙齿尖利，却无法精确地咬合在一起，而且一生之中要更换多次。

    在相对靠近地表的一亿五千万年的岩石中，又出现了一些截然不同的动物化石。哺乳动物的特征开始逐渐出现——颌骨变小，嘴部后移，上下牙齿以精确的方式咬合在一起，一生中只更换一次。

    通过观察各种牙齿，古生物学家们窥见到动物的许多细节。牙齿上的大坑、小坑和磨损划痕，通常能够反映出饮食状况，例如猫科动物，有铲子一样的锯齿来切割食物；而食草动物有满口平滑的牙齿，能咀嚼树叶和坚果。

    作为杂食动物，人类有好几种牙齿：门牙是切割器，用于切削；槽牙是磨合器，用于咀嚼，两者之间的前臼齿或小臼齿，是介于切割机和磨合机之间的过渡体。最令人惊叹的，是人类牙齿的精确性。在咬合时，牙齿总是在相同的位置互相匹配，借助于牙尖、牙床和牙脊的紧密结合，人类能够以最高的效率分割食物，这是任何生物都难以做到的。

    在这些科学家眼里，牙齿不仅解释了动物的生存方式，还揭示出一种形成器官的全新方式。

    牙齿是由皮肤里的两层组织互相作用而成——细胞分裂，组织层折叠，然后外层组织吐出牙釉质的分子前体，内层组织长出齿质和内部的牙髓，牙齿的结构由此成形，然后再经过漫长的进化，生成各种不同类型。

    其实，皮肤里生长出的所有结构，都使用着相同的“程序”——鳞甲、毛发、羽毛、汗腺甚至是哺乳的腺体，莫不如此，都是两层组织合并、折叠，然后成形。这些形态、功能如此迥异的器官，就这样被生命的进化微妙地连接在一起。

    “这就好像建造一个新工厂或一条新生产线，一旦注塑过程被发明出来，它可以用于生产从汽车零件到呼啦圈的任何东西。牙齿也不例外。”舒宾打了这样一个比方，“当在不同的器官和躯体上，看出这些悠远深长的相似之处，我们开始意识到，这个世界上的各种居民，不过是同一生命主题之下的不同版本而已。”

《你是怎么来的（35亿年的人体之旅）》 ［美］尼尔·舒宾著 李晓洁译

中青在线－中国青年报 林天宏