牙形石拥有世界上最尖锐的牙齿结构

牙形石的3D模型,图中的绿色物体为一根人类的头发

上亿年前海洋里生活着这样一种脊椎动物,它们的身体只由牙齿构成,这种小小的牙齿非常尖锐,齿尖只有2微米见方,是人类头发丝的二十分之一,它就是牙形石(conodont)。来自澳洲莫纳什大学(Monash University)和英国布里斯托尔大学(University of Bristol)的研究者们称,牙形石拥有世界上最尖锐的牙齿结构。

牙形石在海洋里生活了3亿年,这种脊椎动物全部的骨骼就是牙齿,不仅外观与牙齿惊人地相似,甚至还会和牙齿一样磨损、脱落,因此牙形石很可能是第一种演化出牙齿的脊椎动物。但科学家们早就注意到,牙形石的作用机制一定与现代动物不同。首先它十分微小,只有2-0.2mm长,且有肌肉附着;但它却没有上下颌,肌肉该怎样附着呢?英澳两国的研究者们在《英国皇家学会学报B刊》(Proceedings of theRoyal Society B)上发文予以解答。

布里斯托尔大学的D.Jones参与了该项目,他说:“我们面对的首要问题就是该用什么手段研究如此微小的牙齿,答案是一架巨型机器。我们使用日本的粒子加速器,在X射线下构建其高分辨率的三维模型,所用的仪器类似于巨大的CT扫描仪。我们使用虚拟模型而不会破坏标本的结构。”

研究小组发现,牙形石拥有从古至今最锋利的牙齿结构,这样一来虽然它们身体微小,却一样能增加压强,和大型动物一样有能力咬碎食物。这种新颖的观点为今后的牙齿演化研究提供了新视角,例如人类便采取了异于牙形石的策略:人类的牙齿并不锋利,但比牙形石厚重坚实,能承受很大的咬合力,因此也增加了压强,与牙形石殊途同归。

同时,该研究进一步揭示了牙形石的食性。很多牙形石在埋藏时都呈剪刀状组合,就像食肉哺乳动物的裂齿一样。在哺乳动物中,这种边缘锋利的牙齿用来咀嚼坚韧的食物如昆虫或肉,牙形石这种动物可能是多个小“牙齿”的组合,可以取食类似的坚韧食物。

“下次你鼓着腮帮子咀嚼坚硬的面包时,别忘了我们的牙齿是牙形石5亿年演化的结果。”Jones博士风趣地说。
 

(化石网/faywater 编译)





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