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人为什么要换牙

发表于 2019-1-26 13:45:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
  有人可能会对小时候的一个场景印象深刻:正津津有味地吃着苹果,只听见“咯嘣”一声,一颗牙掉了。于是,在接下来的一段时间里,就要一边忍受着说话漏风的痛苦,一边等着新牙齿长出来。也许有人就问了,人为什么要换牙呢?

  其实,人类并不是唯一换牙的物种,所有长牙的脊椎动物都会换牙。但绝大多数哺乳动物都是“一换性齿”,即只有一套乳牙和一套恒牙;而其他脊椎动物都是“多换性齿”,能终生换牙。这就提醒我们,换牙的次数关系着进化因素,与生物适应性密切相关。

  牙齿脱落并更换的能力是一组同源器官的共同特征。从起源上看,脊椎动物的牙齿演化自鱼类祖先的鳞片,这种鳞片并不是我们今日习以为常的鱼鳞,而是一种带髓腔的骨质结构。它的表面还常常覆盖着羟磷灰石构成的珐琅质,其解剖结构与牙齿无异,鲨鱼的鳞片至今仍保持这种结构。

  最晚从4.1亿年前开始,一些格外粗糙而坚硬的鳞片就移向了颌骨的咬合面上,并一步步演化为今天的牙齿。而在更晚的进化中,鳞片在陆生脊椎动物身上又演化成了毛发、羽毛、指甲甚至汗腺和乳腺。换言之,牙齿先天应当具有的脱落和再生能力,跟毛发、指甲是一致的。

  不过,动物的换牙次数,与其在演化史上出现的晚近程度却是相反的,在我们看来进化等级越高的动物种类,换牙次数就越少。

  例如,鲨鱼和一些爬行动物会很频繁地换牙。鳄类在未成年时每个月都会换牙,成年以后仍保持两年一换的速度持续更新,一辈子能长出3000多颗牙齿。从化石上看,肉食恐龙甚至在新牙尚未萌出时,就在新牙底下又形成了新牙的后备。

  哺乳动物只换一次牙,这与环境适应历史有着密切的关系。我们演化自二叠纪的兽孔类,最初是一些小体形的肉食动物。巨大的生存压力使它们寿命短暂,因此换牙的能力无关紧要,就逐渐丢失了;另外,它们的牙齿形态却变得越来越丰富,得以进食多种多样的食物。21

  这种适应性演化到现代哺乳动物,已发挥到极其精细的分工程度:薄的门齿负责切割,尖的犬齿负责撕咬,钝的臼齿负责研磨,肉食动物的部分前臼齿还会特化成锋利的切齿,用来切断组织。丰富的牙齿形态让哺乳动物进食格外精细,减轻了消化负担,节省了体能,但多次换牙的能力却没有找回。

  只有象类、海牛和袋鼠三类动物的臼齿例外。它们不断换牙的能力与食物严重磨损其臼齿相关:

  为适应格外粗糙的热带植物,再加上象群高度依赖长者的经验,象类祖先的演化重新俘获了多换性齿的宝贵性状;海牛在海床上进食容易误食泥沙,牙齿磨损格外迅速,需要经常换牙;袋鼠吃的草大都富含仪二氧化硅晶体,也需要经常换牙。

  不过,一般的哺乳动物从乳牙换到恒牙,却与磨损关系不大。以人类为例,实际上除了龋齿,我们从没见过孩子的乳牙有过显著的磨损。

  真正迫切的换牙原因是人类的颅骨在成年以前会迅速增大,但牙齿不能增粗,如果继续保留乳牙,牙缝就会变宽,不但容易患龋齿和感染,孤立无援的单个牙齿也变得更易折断,把乳牙换成更大更多的恒牙就可以良好地解决这个问题了。

  另外,哺乳动物也有不换的牙,比如兔子和啮齿动物的门牙:它们使用得太频繁,牙齿一旦脱落,生存就十分困难,所以它们的门牙进化成了不断延长的牙齿,以适应一辈子的磨损。

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