研究證明最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物之前出現(xiàn)的二齒獸
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：大多數(shù)人在想象有獠牙的動(dòng)物時(shí)都會(huì)想到大象。但許多其他動(dòng)物也有獠牙，證明最早包括疣豬、獠代哺河馬、乳動(dòng)居住在北極的前出海象，甚至還有一種5磅重、齒獸看起來(lái)像豚鼠的研究牙屬于現(xiàn)動(dòng)物，它叫蹄兔。證明最早盡管動(dòng)物的獠代哺大小和它們的獠牙可能有所不同，但它們都有一個(gè)獨(dú)特的乳動(dòng)共同點(diǎn)，即它們只存在于哺乳動(dòng)物身上--目前還沒(méi)有已知的前出魚(yú)類(lèi)、爬行動(dòng)物或鳥(niǎo)類(lèi)有獠牙。齒獸
盡管是研究牙屬于現(xiàn)現(xiàn)代和化石哺乳動(dòng)物的一個(gè)標(biāo)志性特征，但什么進(jìn)化步驟導(dǎo)致了這種牙齒現(xiàn)象的證明最早發(fā)展以及為什么哺乳動(dòng)物是當(dāng)今唯一擁有獠牙的動(dòng)物，這個(gè)謎團(tuán)鞥就存在。獠代哺
在2021年10月27日發(fā)表在《Proceddings of the Royal Society B》上的一篇新論文中，研究人員將最早的獠牙追溯到生活在恐龍之前的古代哺乳動(dòng)物親屬并通過(guò)首先定義什么是獠牙來(lái)闡明哺乳動(dòng)物獠牙的進(jìn)化。
這項(xiàng)研究的論文首席作者、哈佛大學(xué)有機(jī)和進(jìn)化生物學(xué)系博士后Magan Whitney說(shuō)道：“獠牙是這種非常著名的解剖學(xué)，但在我開(kāi)始從事這項(xiàng)研究之前，我從未真正想過(guò)獠牙是如何被限制在哺乳動(dòng)物中的。”
“我們能夠證明最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物之前出現(xiàn)的動(dòng)物--稱(chēng)為二齒獸，”論文共同作者、芝加哥菲爾德博物館館長(zhǎng)Kenneth Angielczyk表示，“它們是非常奇怪的動(dòng)物。”
二齒獸雖然不是哺乳動(dòng)物，但卻是遠(yuǎn)親，跟哺乳動(dòng)物的關(guān)系比恐龍和其他爬行動(dòng)物更密切。它們生活在2.7-2.1億年前，包括從微小的鼠類(lèi)二齒獸到巨大的象類(lèi)雙齒獸的各種動(dòng)物。它們因擁有非常奇特的牙齒排列而出名。這些動(dòng)物的一個(gè)決定性特征--在176年前首次被發(fā)現(xiàn)的，就是它們的上顎有突出的獠牙。大多數(shù)有兩顆從犬齒位置下來(lái)的上牙，但它們很少有額外的牙齒。相反，二齒獸在其嘴的前面有一個(gè)喙，期由角蛋白制成，類(lèi)似于烏龜?shù)泥埂?br>研究人員在一次古生物挖掘過(guò)程中進(jìn)行午餐休息時(shí)產(chǎn)生了這項(xiàng)研究的想法。Whitney說(shuō)道：“我們當(dāng)時(shí)坐在贊比亞的野外，到處都是二齒獸的牙齒。我記得Ken把它們撿起來(lái)，問(wèn)它們?cè)趺磿?huì)被稱(chēng)為獠牙，因?yàn)樗鼈冇锈惭浪鶝](méi)有的特征。”
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，并非所有突出的牙齒都是獠牙。Whitney說(shuō)道：“在這篇論文中，我們必須對(duì)獠牙進(jìn)行定義，因?yàn)樗且粋€(gè)令人驚訝的含糊不清的術(shù)語(yǔ)。研究人員確定，一個(gè)牙齒要成為獠牙，它必須從嘴里伸出來(lái)，完全由牙本質(zhì)構(gòu)成--缺乏大多數(shù)哺乳動(dòng)物牙齒上的琺瑯質(zhì)并且是不斷增長(zhǎng)的。”
研究人員對(duì)代表10個(gè)不同物種的19個(gè)雙齒動(dòng)物標(biāo)本的薄紙片進(jìn)行了古組織學(xué)。他們使用微型CT來(lái)檢查牙齒是如何附著在頭骨上的并查看是否有任何持續(xù)生長(zhǎng)的證據(jù)。
研究小組在贊比亞觀察到的一些二齒動(dòng)物的牙似乎也不符合牙的定義--它們涂有琺瑯質(zhì)而不是牙本質(zhì)。“有許多不同種類(lèi)的二齒獸，它們似乎大多都有獠牙，然而，當(dāng)你看一下微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，它們?cè)谶@些群體中是非常不同的，”Whitney說(shuō)道。琺瑯質(zhì)牙齒比牙本質(zhì)更堅(jiān)硬，但由于牙齒在頜部生長(zhǎng)的幾何形狀，如果想讓牙齒在一生中不斷生長(zhǎng)就不能有完整的琺瑯質(zhì)覆蓋。像人類(lèi)這樣的動(dòng)物進(jìn)化出了耐用但難以修復(fù)的牙齒--成年牙齒的損失是無(wú)法替代的。牙齒的耐用性不如涂有琺瑯質(zhì)的牙齒，但它們會(huì)不斷地生長(zhǎng)，即使它們被損壞。“涂有琺瑯質(zhì)的牙齒跟涂有牙本質(zhì)的獠牙是一種不同的進(jìn)化策略，這是一種權(quán)衡，”Whitney說(shuō)道。
研究人員在分析來(lái)自南非、南極洲、贊比亞和坦桑尼亞的二齒獸標(biāo)本的組織學(xué)薄片時(shí)發(fā)現(xiàn)，與人類(lèi)的牙齒很相似，這些動(dòng)物似乎減少了犬齒位置的替代牙齒數(shù)量并有一個(gè)軟組織附著在頜骨上。有趣的是，這是哺乳動(dòng)物所特有的特征組合。哺乳動(dòng)物如人類(lèi)，只用成牙替換一次乳牙，不像其他大多數(shù)脊椎動(dòng)物--像鯊魚(yú)可以連續(xù)替換。哺乳動(dòng)物的牙齒是通過(guò)齒槽附著在頜骨上的，這是一種軟組織或韌帶的附著。然而，大多數(shù)脊椎動(dòng)物的牙齒是通過(guò)強(qiáng)直連接到頜骨上的，這是一種骨跟牙齒的硬組織融合。
“如果你有這兩樣?xùn)|西，即牙齒替換量減少和軟組織附著，不斷生長(zhǎng)的牙齒使動(dòng)物能夠繞過(guò)它不能替換牙齒的事實(shí)。相反，它進(jìn)化到不斷沉積相同的牙齒組織，”Whitney說(shuō)道，“而且隨著動(dòng)物不斷沉積組織，牙齒開(kāi)始在口腔外移動(dòng)以發(fā)展成功能性。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，真正的獠牙進(jìn)化只發(fā)生在這個(gè)群體進(jìn)化的后期階段--這個(gè)群體的早期成員有一顆大牙而不是真正的獠牙。在其進(jìn)化歷史的晚期，二齒獸進(jìn)化出了一個(gè)不斷生長(zhǎng)的真正的獠牙，并且令人驚訝的是在多個(gè)不同種類(lèi)的雙齒獸中都是如此趨同。Whitney指出：“我以為在家族樹(shù)上會(huì)有一個(gè)點(diǎn)，所有的雙齒類(lèi)動(dòng)物都開(kāi)始有獠牙，所以我認(rèn)為我們實(shí)際上看到獠牙的進(jìn)化是非常令人震驚的。這跟我們?cè)诖笙筮M(jìn)化中看到的情況類(lèi)似，因?yàn)樗从沉撕芏嚓P(guān)于大象如何獲得其長(zhǎng)牙的研究模式。”
“在恐龍時(shí)代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動(dòng)物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實(shí)上，在現(xiàn)實(shí)中只有少數(shù)人有真正的獠牙，其余的都是大牙，這是我們可以記錄的進(jìn)化的一個(gè)美麗的例子。我們可以看到如何建造一個(gè)獠牙！”論文共同作者愛(ài)達(dá)荷州自然歷史博物館館長(zhǎng)Brandon Peecook說(shuō)道。
研究人員表示，這項(xiàng)研究顯示了已知的最早的真牙實(shí)例，它可以幫助科學(xué)家更好地了解進(jìn)化是如何進(jìn)行的。
“獠牙已經(jīng)進(jìn)化了很多次，這讓你想知道如何以及為什么？我們現(xiàn)在有很好的數(shù)據(jù)說(shuō)明二齒獸進(jìn)化出獠牙所需要發(fā)生的解剖學(xué)變化，”華盛頓大學(xué)伯克博物館館長(zhǎng)Christian Sidor說(shuō)道，“對(duì)于其他群體如疣豬或海象，團(tuán)隊(duì)仍沒(méi)有結(jié)論。”
動(dòng)物進(jìn)化出的各種牙齒可以告訴科學(xué)家這些動(dòng)物面臨的壓力可能會(huì)產(chǎn)生這些牙齒。像獠牙可以以各種方式發(fā)揮作用，包括防御、競(jìng)爭(zhēng)、鉆洞、性選擇甚至協(xié)助運(yùn)動(dòng)--如海象用它的獠牙將自己從水中吊到冰上。持續(xù)生長(zhǎng)的獠牙可能使這些二齒動(dòng)物能夠克服一生中只有一套替代牙齒的挑戰(zhàn)。
“我們并不真正知道雙齒獸的獠牙可能有什么功能，因?yàn)槲覀儫o(wú)法觀察它們也無(wú)法看到它們?cè)谟盟鼈冏鍪裁础＿@是一個(gè)關(guān)于二齒獸的揮之不去的問(wèn)題，現(xiàn)在更是如此，”Whitney說(shuō)道。
Angielczyk則表示：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關(guān)于哺乳動(dòng)物獠牙進(jìn)化的一般情況。比如這項(xiàng)研究表明，牙齒更換率的降低和將牙齒連接到頜骨的靈活韌帶是真正的獠牙進(jìn)化所需要的。這一切都讓我們更好地理解我們今天在哺乳動(dòng)物中看到的獠牙。”
相關(guān)報(bào)道：生活在恐龍之前的奇怪動(dòng)物揭示了獠牙的進(jìn)化起源
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：各種各樣的動(dòng)物都有獠牙，從大象和海象到五磅重的蹄兔等。但是有獠牙的動(dòng)物有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是它們都是哺乳動(dòng)物--目前還沒(méi)有已知的魚(yú)類(lèi)、爬行動(dòng)物或鳥(niǎo)類(lèi)有獠牙。在發(fā)表于《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B輯》的一項(xiàng)新研究中，古生物學(xué)家將最早的獠牙追溯到生活在恐龍之前的古代哺乳動(dòng)物近親。
哈佛大學(xué)的研究人員和該研究的主要作者M(jìn)egan Whitney說(shuō)：“獠牙是這種非常著名的解剖學(xué)，但在我開(kāi)始從事這項(xiàng)研究之前，我從未真正想過(guò)獠牙是如何被限制在哺乳動(dòng)物中的。”
芝加哥菲爾德博物館館長(zhǎng)、論文作者Ken Angielczyk說(shuō)："我們的研究能夠表明，最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物之前出現(xiàn)的動(dòng)物，稱(chēng)為二齒獸動(dòng)物。它們是非常奇怪的動(dòng)物。"
二齒獸大多生活在恐龍時(shí)代之前，從大約2.7億到2.01億年前，它們的體型從老鼠到大象不等。現(xiàn)代哺乳動(dòng)物是它們最接近的活體近親，但它們看起來(lái)更像爬行動(dòng)物，有類(lèi)似烏龜?shù)泥埂Ｗ詮乃鼈冊(cè)?76年前被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，它們的一個(gè)決定性特征就是它們上顎的一對(duì)突出的獠牙。二齒獸這個(gè)名字甚至意味著"兩顆犬齒"。
研究人員是在一次古生物發(fā)掘的午休中得到研究獠牙起源的想法的。Whitney回憶說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)坐在贊比亞的田野里，到處都是二齒獸動(dòng)物的牙齒。我記得肯拿起它們，思考它們?cè)趺磿?huì)被稱(chēng)為獠牙，因?yàn)樗鼈冇锈惭浪鶝](méi)有的特征。”
Angielczyk發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別：嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，并不是所有突出的牙齒都是獠牙，牙齒的構(gòu)成和生長(zhǎng)模式告訴我們它們是否算數(shù)。"Whitney說(shuō)：“在這篇論文中，我們必須對(duì)獠牙進(jìn)行定義，因?yàn)樗且粋€(gè)令人驚訝的模糊的術(shù)語(yǔ)。研究人員決定，牙齒要成為獠牙，它必須延伸到嘴外，必須在動(dòng)物的一生中不斷生長(zhǎng)，而且與大多數(shù)哺乳動(dòng)物的牙齒（包括我們的）不同，獠牙的表面是由牙本質(zhì)而不是堅(jiān)硬的琺瑯質(zhì)構(gòu)成的。”
在這些參數(shù)下，大象、海象、疣豬和鬣狗都有獠牙。不過(guò)，動(dòng)物王國(guó)里的其他大牙并沒(méi)有入選。例如，嚙齒類(lèi)動(dòng)物的牙齒，盡管它們有時(shí)會(huì)伸出來(lái)，而且不斷地生長(zhǎng)，但在牙齒的前面有一條琺瑯質(zhì)帶，所以它們不算。
研究小組在贊比亞觀察到的一些雙齒動(dòng)物的牙似乎也不符合獠牙的定義--它們涂有琺瑯質(zhì)而不是牙本質(zhì)。
牙齒與獠牙的不同構(gòu)成也讓科學(xué)家們了解了動(dòng)物的生活。Whitney說(shuō)：“涂有琺瑯的牙齒與涂有牙本質(zhì)的獠牙是一種不同的進(jìn)化策略，這是一種權(quán)衡。琺瑯質(zhì)牙齒比牙本質(zhì)更堅(jiān)硬，但由于牙齒在頜部生長(zhǎng)的幾何形狀，如果你想讓牙齒在一生中不斷生長(zhǎng)，你就不能有完整的琺瑯質(zhì)覆蓋。”
動(dòng)物進(jìn)化出的不同種類(lèi)的牙齒可以告訴科學(xué)家，這些動(dòng)物面臨的壓力可能會(huì)產(chǎn)生這些牙齒。有獠牙的動(dòng)物可能會(huì)用它們來(lái)打架，使它們暴露在小的傷害中，而對(duì)于不連續(xù)生長(zhǎng)的琺瑯質(zhì)牙齒來(lái)說(shuō)，這將是有風(fēng)險(xiǎn)的。
為了研究二齒獸的牙是否真的是獠牙，研究人員從代表10個(gè)不同物種的19個(gè)二齒獸標(biāo)本的牙齒化石中切出紙質(zhì)薄片，并用顯微鏡檢查其結(jié)構(gòu)。他們還使用微型CT掃描來(lái)檢查牙齒是如何連接到頭骨上的，以及它們的根部是否有持續(xù)生長(zhǎng)的證據(jù)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一些二齒獸的牙齒確實(shí)是獠牙，而其他牙齒，特別是一些早期物種的牙齒，只是大牙。不過(guò)，這并不是一個(gè)從無(wú)獠牙到有獠牙的嚴(yán)格過(guò)程--二齒獸動(dòng)物家族的不同成員獨(dú)立地進(jìn)化出了獠牙。
Whitney說(shuō)她對(duì)這一發(fā)現(xiàn)感到驚訝。她說(shuō)：“我以為在家族樹(shù)上會(huì)有一個(gè)點(diǎn)，所有的二齒獸都開(kāi)始有獠牙，所以我認(rèn)為我們實(shí)際上看到獠牙的進(jìn)化是相當(dāng)令人震驚的。”
Angielczyk說(shuō)：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關(guān)于哺乳動(dòng)物獠牙進(jìn)化的一般情況。例如，這項(xiàng)研究表明，牙齒更換率的降低和將牙齒連接到下顎的靈活韌帶是真正的獠牙進(jìn)化所需要的。這一切都讓我們更好地理解我們今天在哺乳動(dòng)物中看到的獠牙。”
“在恐龍時(shí)代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動(dòng)物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實(shí)上，在現(xiàn)實(shí)中只有少數(shù)人有真正的獠牙，其余的都是大牙，這是我們可以記錄的進(jìn)化的一個(gè)美麗的例子。我們可以看到如何建造獠牙！”愛(ài)達(dá)荷州自然歷史博物館館長(zhǎng)、論文作者之一Brandon Peecook說(shuō)。
研究人員說(shuō)，這項(xiàng)研究顯示了已知的最早的獠牙實(shí)例，可以幫助科學(xué)家更好地理解進(jìn)化是如何運(yùn)作的。
“獠牙已經(jīng)進(jìn)化了很多次，這讓你想知道如何進(jìn)化以及為什么？我們現(xiàn)在有很好的數(shù)據(jù)，說(shuō)明二齒獸進(jìn)化出獠牙所需要發(fā)生的解剖學(xué)變化。 ”華盛頓大學(xué)伯克博物館館長(zhǎng)、論文作者之一Christian Sidor說(shuō)：“對(duì)于其他群體，如疣豬或海象，陪審團(tuán)仍然沒(méi)有結(jié)論。”
Angielczyk說(shuō)：“盡管是極其奇怪的動(dòng)物，但關(guān)于二齒獸的一些事情，比如獠牙的進(jìn)化，為我們提供了關(guān)于今天我們周?chē)牟溉閯?dòng)物的信息。此外，任何時(shí)候你都可以說(shuō)哺乳動(dòng)物并不那么特別，二齒獸首先做到了這一點(diǎn)。”

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