你有沒有想過，人為什么要換牙？

人類并不是獨一換牙的物種，所有長牙的脊椎動物城市換牙。但絕大大都哺乳動物都是“一換性齒”，即只有一套乳牙和一套恒牙；而其它脊椎動物都是“多換性齒”，能終生換牙。這就提醒我們，換牙的次數關系著進化身分，與生物順應性緊密親密相關。

牙齒脫落并改換的能力是一組同源器官的配合特征。

從發源上看，脊椎動物的牙齒演化自魚類祖先的鱗片，這種鱗片并不是我們今日習覺得常的魚鱗，而是一種帶髓腔的骨質布局。它的概況還經常籠蓋著羥磷灰石組成的搪質，其剖解布局與牙齒無異，鯊魚的鱗片至今仍連結這種布局。

約 4.2 億年前的隆線花鱗魚（Theloduscarinatus）鱗片化石橫切面，概況有羥磷灰石籠蓋，占大大都的棕色部門是骨質，中心的空腔是髓腔

最晚從 4.1 億年前起頭，一些非分特別粗拙而堅硬的鱗片就移標的目的了頜骨的咬合面上，并一步步演化為今天的牙齒。而在更晚的進化中，鱗片在陸生脊椎動物身上又演化當作了毛發、羽毛、指甲甚至汗腺和乳腺。換言之，牙齒先天該當具有的脫落和再生能力，跟毛發、指甲是一致的。

約 4.1 億年前，一種盾皮魚 Romundina stellina 的顱骨化石，球形空腔為口腔，左端凸起為下頜，上面籠蓋著已知最古老的牙齒，很是近似右側體表的鱗片

軟骨魚都保留了很多祖先特征，圖中是犁頭鰩的牙齒，仍然以鱗片的體例擺列，用來研碎堅硬的貝類和蝦蟹

從人類胚胎發育上看，牙齒和所有的皮膚從屬器官都源于皮膚的局部折疊，而這些折疊全由 EDA 基因總控。EDA 基因一旦異常就會呈現“無汗癥”等怪異疾病，患者往往先天缺掉所有的毛發、指甲、牙齒、汗腺和乳腺。曾出演《星際迷航》等作品的美國演員邁克爾·貝利曼（Michael Berryman），就是一個典型的無汗癥患者，他沒有任何體毛、汗腺甚至牙齒——照片中的是假牙

不外，動物的換牙次數，與其在演化史上呈現的晚近水平倒是相反的，在我們看來越進化的動物種類，它的換牙次數根基就越少。

例如，鯊魚和一些爬蟲類會很頻仍的換牙。鱷類未當作年時每個月城市換牙，當作年今后仍連結兩年一換的速度持續更新，一輩子能長出 3000 多顆牙齒。從化石上看，肉食恐龍甚至在新牙尚未萌出時，就在新牙底下又形當作了新牙的后備。

侏羅紀晚期異特龍（Allosaur sp.）上頜骨的 X 光照片示意圖，可見兩批形當作中的牙齒

哺乳動物只換一次牙，這與情況順應汗青有著緊密親密的關系。我們演化自二疊紀的獸孔類，最初是一些小體型的食肉動物。龐大的保存壓力使它們壽命短暫，換牙的能力可有可無，逐漸丟掉了；另一方面，它們的牙齒形態卻變得越來越豐碩，得以進食多種多樣的食物。

“四角獸”（Tetraceratops）可能是最古老的獸孔類動物，糊口在 2.75 億年前的二疊紀早期，今朝只發現了一個頭骨，長約 9 厘米，體型不大；但已經有了較著的牙齒分化，耽誤的犬齒標的目的后彎曲，顯示它們吃肉

這種順應性演化到現代哺乳動物，已闡揚到極其邃密的分工水平：薄的門齒負責切割，尖的犬齒負責撕咬，鈍的臼齒負責研磨，食肉動物的部門前臼齒還會特化當作尖銳的切齒，用來堵截組織。

豐碩的牙齒形態讓哺乳動物進食非分特別邃密，減輕了消化承擔，節流了體能，但多次換牙的能力卻沒有找回。

只有象類、海牛和袋鼠三類動物的臼齒破例。它們不竭換牙的能力都與食物會嚴重磨損其臼齒相關：

為順應非分特別粗拙的熱帶植物，再加上象群高度依靠長者的經驗，象類祖先的演化從頭俘獲了多換性齒的貴重性狀；海牛在海床長進食輕易誤食泥沙，牙齒磨損非分特別敏捷，需要經常換牙；袋鼠吃的草大都富集二氧化硅晶體，也需要經常換牙。

雜食動物低冠臼齒（人類）和食草動物高冠臼齒（馬）的布局比力（上）——現代陸生食草動物幾乎都有高冠齒，這種牙齒可以經受漫長的磨損，極大增強了食草動物的順應性；下面的巨物是猛犸象的臼齒化石——象類不單有高冠齒，并且像鯊魚一樣前仆后繼地長新牙，平生中平均可以改換 6 批

不外，一般的哺乳動物會從乳牙換到恒牙，卻與磨損關系不大。以人類為例，現實上除了齲齒，我們從沒見過孩子的乳牙有過顯著的磨損。

真正火急的換牙原因是人類的顱骨在當作年以前會敏捷增大，但牙齒不克不及增粗，若是繼續保留乳牙，牙縫就會變寬，不單輕易齲齒和傳染，孤立無援的單個牙齒也變得更易折斷——把乳牙換當作更大更多的恒牙就可以杰出地解決這個問題了。

換牙期的兒童牙齒和當作年人的恒牙——人類換牙時乳牙牙根本家兒動消融，恒牙從下方頂替，別的增添的側門齒和臼齒從頜骨中別的萌發

別的，哺乳動物也有不換的牙，好比兔子和嚙齒動物的門牙：它們利用得太頻仍，牙齒一旦脫落，保存就好不容易，所以它們的門牙進化當作了不竭耽誤的牙齒，以順應一輩子的磨損。

文｜劉大可

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發表于 2020-06-12 02:00
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