科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類(lèi)牙齒敏感原因遠(yuǎn)古魚(yú)類(lèi)“遺傳”

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2025-05-26 13:50:51 光明網(wǎng)

牙齒敏感的經(jīng)歷很多人都有過(guò)，那種酸脹的感覺(jué)讓人真切地體會(huì)到牙齒的敏感性。這種敏感性在咀嚼時(shí)非常有用，能提供關(guān)于溫度、壓力和疼痛的重要信息。然而，你可能不知道的是，牙齒內(nèi)部那些敏感的部分，在演化之初竟然是幫助遠(yuǎn)古魚(yú)類(lèi)在海洋中生存的關(guān)鍵。

美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)牙齒內(nèi)部的牙本質(zhì)，即對(duì)冷熱酸甜敏感的那一層結(jié)構(gòu)，最初是由遠(yuǎn)古魚(yú)類(lèi)帶甲外骨骼中的感覺(jué)組織演化而來(lái)的。大約4.65億年前的奧陶紀(jì)，早期脊椎魚(yú)類(lèi)全身覆蓋著堅(jiān)硬的鎧甲，這些甲胄上布滿(mǎn)微小的凸起結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有類(lèi)似牙本質(zhì)的組織?？茖W(xué)家推測(cè)，這些結(jié)構(gòu)能夠感知周?chē)鞯膲毫?、溫度變化，甚至能探測(cè)到靠近的掠食者，就像一套“水下雷達(dá)系統(tǒng)”。

類(lèi)似的“雷達(dá)系統(tǒng)”也出現(xiàn)在無(wú)脊椎動(dòng)物身上，例如寒武紀(jì)（約4.85億至5.4億年前）的節(jié)肢動(dòng)物（類(lèi)似于今天的螃蟹和蝦）。這表明，盡管脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物在演化上走上了不同的路線(xiàn)，但它們獨(dú)立發(fā)展出了相似的感知結(jié)構(gòu)以應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)古海洋的生存挑戰(zhàn)。

這項(xiàng)研究原本是為了回答一個(gè)長(zhǎng)期存在的古生物學(xué)問(wèn)題：化石記錄中最早的脊椎動(dòng)物是什么？科學(xué)家們向各地博物館請(qǐng)求了寒武紀(jì)化石標(biāo)本，并使用CT掃描尋找脊椎動(dòng)物特征的明顯跡象。在一次掃描中，他們意外發(fā)現(xiàn)了疑似牙本質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)更接近現(xiàn)代節(jié)肢動(dòng)物甲殼上的感知器，即一種幫助螃蟹、昆蟲(chóng)等感知周?chē)h(huán)境的小器官。

這一發(fā)現(xiàn)揭示了一個(gè)更深刻的規(guī)律：牙齒的演化可能遵循“由外向內(nèi)”的路徑。也就是說(shuō)，敏感的感知結(jié)構(gòu)先在體表外骨骼上演化出來(lái)，后來(lái)才被基因工具包“改造”成口腔內(nèi)的牙齒。今天的一些生物仍然保留著這種古老特征，比如鯊魚(yú)、鰩魚(yú)和鯰魚(yú)身上的小齒，使它們的皮膚摸起來(lái)像砂紙一樣。

下次當(dāng)你洗牙感到酸痛時(shí)，可以想象這是4億多年進(jìn)化史留在你口腔里的“雷達(dá)系統(tǒng)”，它在提醒你：“注意，有人在碰我的鎧甲?！?/p>

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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