桑間濮上網(wǎng)研究證明最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動物之前出現(xiàn)的二齒獸
研究證明最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動物之前出現(xiàn)的二齒獸
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：大多數(shù)人在想象有獠牙的動物時都會想到大象。但許多其他動物也有獠牙，證明最早包括疣豬、獠代哺河馬、乳動居住在北極的前出海象，甚至還有一種5磅重、齒獸看起來像豚鼠的研究牙屬于現(xiàn)動物，它叫蹄兔。證明最早盡管動物的獠代哺大小和它們的獠牙可能有所不同，但它們都有一個獨特的乳動共同點，即它們只存在于哺乳動物身上--目前還沒有已知的前出魚類、爬行動物或鳥類有獠牙。齒獸
盡管是研究牙屬于現(xiàn)現(xiàn)代和化石哺乳動物的一個標志性特征，但什么進化步驟導致了這種牙齒現(xiàn)象的證明最早發(fā)展以及為什么哺乳動物是當今唯一擁有獠牙的動物，這個謎團鞥就存在。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物親屬并通過首先定義什么是獠牙來闡明哺乳動物獠牙的進化。
這項研究的論文首席作者、哈佛大學有機和進化生物學系博士后Magan Whitney說道：“獠牙是這種非常著名的解剖學，但在我開始從事這項研究之前，我從未真正想過獠牙是如何被限制在哺乳動物中的。”
“我們能夠證明最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動物之前出現(xiàn)的動物--稱為二齒獸，”論文共同作者、芝加哥菲爾德博物館館長Kenneth Angielczyk表示，“它們是非常奇怪的動物。”
二齒獸雖然不是哺乳動物，但卻是遠親，跟哺乳動物的關系比恐龍和其他爬行動物更密切。它們生活在2.7-2.1億年前，包括從微小的鼠類二齒獸到巨大的象類雙齒獸的各種動物。它們因擁有非常奇特的牙齒排列而出名。這些動物的一個決定性特征--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喙，期由角蛋白制成，類似于烏龜?shù)泥埂?br>研究人員在一次古生物挖掘過程中進行午餐休息時產生了這項研究的想法。Whitney說道：“我們當時坐在贊比亞的野外，到處都是二齒獸的牙齒。我記得Ken把它們撿起來，問它們怎么會被稱為獠牙，因為它們有獠牙所沒有的特征。”
嚴格來說，并非所有突出的牙齒都是獠牙。Whitney說道：“在這篇論文中，我們必須對獠牙進行定義，因為它是一個令人驚訝的含糊不清的術語。研究人員確定，一個牙齒要成為獠牙，它必須從嘴里伸出來，完全由牙本質構成--缺乏大多數(shù)哺乳動物牙齒上的琺瑯質并且是不斷增長的。”
研究人員對代表10個不同物種的19個雙齒動物標本的薄紙片進行了古組織學。他們使用微型CT來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)生長的證據(jù)。
研究小組在贊比亞觀察到的一些二齒動物的牙似乎也不符合牙的定義--它們涂有琺瑯質而不是牙本質。“有許多不同種類的二齒獸，它們似乎大多都有獠牙，然而，當你看一下微觀結構細節(jié)時，它們在這些群體中是非常不同的，”Whitney說道。琺瑯質牙齒比牙本質更堅硬，但由于牙齒在頜部生長的幾何形狀，如果想讓牙齒在一生中不斷生長就不能有完整的琺瑯質覆蓋。像人類這樣的動物進化出了耐用但難以修復的牙齒--成年牙齒的損失是無法替代的。牙齒的耐用性不如涂有琺瑯質的牙齒，但它們會不斷地生長，即使它們被損壞。“涂有琺瑯質的牙齒跟涂有牙本質的獠牙是一種不同的進化策略，這是一種權衡，”Whitney說道。
研究人員在分析來自南非、南極洲、贊比亞和坦桑尼亞的二齒獸標本的組織學薄片時發(fā)現(xiàn)，與人類的牙齒很相似，這些動物似乎減少了犬齒位置的替代牙齒數(shù)量并有一個軟組織附著在頜骨上。有趣的是，這是哺乳動物所特有的特征組合。哺乳動物如人類，只用成牙替換一次乳牙，不像其他大多數(shù)脊椎動物--像鯊魚可以連續(xù)替換。哺乳動物的牙齒是通過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)脊椎動物的牙齒是通過強直連接到頜骨上的，這是一種骨跟牙齒的硬組織融合。
“如果你有這兩樣東西，即牙齒替換量減少和軟組織附著，不斷生長的牙齒使動物能夠繞過它不能替換牙齒的事實。相反，它進化到不斷沉積相同的牙齒組織，”Whitney說道，“而且隨著動物不斷沉積組織，牙齒開始在口腔外移動以發(fā)展成功能性。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，真正的獠牙進化只發(fā)生在這個群體進化的后期階段--這個群體的早期成員有一顆大牙而不是真正的獠牙。在其進化歷史的晚期，二齒獸進化出了一個不斷生長的真正的獠牙，并且令人驚訝的是在多個不同種類的雙齒獸中都是如此趨同。Whitney指出：“我以為在家族樹上會有一個點，所有的雙齒類動物都開始有獠牙，所以我認為我們實際上看到獠牙的進化是非常令人震驚的。這跟我們在大象進化中看到的情況類似，因為它反映了很多關于大象如何獲得其長牙的研究模式。”
“在恐龍時代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實上，在現(xiàn)實中只有少數(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化的一個美麗的例子。我們可以看到如何建造一個獠牙！”論文共同作者愛達荷州自然歷史博物館館長Brandon Peecook說道。
研究人員表示，這項研究顯示了已知的最早的真牙實例，它可以幫助科學家更好地了解進化是如何進行的。
“獠牙已經進化了很多次，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)說明二齒獸進化出獠牙所需要發(fā)生的解剖學變化，”華盛頓大學伯克博物館館長Christian Sidor說道，“對于其他群體如疣豬或海象，團隊仍沒有結論。”
動物進化出的各種牙齒可以告訴科學家這些動物面臨的壓力可能會產生這些牙齒。像獠牙可以以各種方式發(fā)揮作用，包括防御、競爭、鉆洞、性選擇甚至協(xié)助運動--如海象用它的獠牙將自己從水中吊到冰上。持續(xù)生長的獠牙可能使這些二齒動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，因為我們無法觀察它們也無法看到它們在用它們做什么。這是一個關于二齒獸的揮之不去的問題，現(xiàn)在更是如此，”Whitney說道。
Angielczyk則表示：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關于哺乳動物獠牙進化的一般情況。比如這項研究表明，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物中看到的獠牙。”
相關報道：生活在恐龍之前的奇怪動物揭示了獠牙的進化起源
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：各種各樣的動物都有獠牙，從大象和海象到五磅重的蹄兔等。但是有獠牙的動物有一個共同點，那就是它們都是哺乳動物--目前還沒有已知的魚類、爬行動物或鳥類有獠牙。在發(fā)表于《英國皇家學會會刊B輯》的一項新研究中，古生物學家將最早的獠牙追溯到生活在恐龍之前的古代哺乳動物近親。
哈佛大學的研究人員和該研究的主要作者Megan Whitney說：“獠牙是這種非常著名的解剖學，但在我開始從事這項研究之前，我從未真正想過獠牙是如何被限制在哺乳動物中的。”
芝加哥菲爾德博物館館長、論文作者Ken Angielczyk說："我們的研究能夠表明，最早的獠牙屬于在現(xiàn)代哺乳動物之前出現(xiàn)的動物，稱為二齒獸動物。它們是非常奇怪的動物。"
二齒獸大多生活在恐龍時代之前，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)代哺乳動物是它們最接近的活體近親，但它們看起來更像爬行動物，有類似烏龜?shù)泥埂Ｗ詮乃鼈冊?76年前被發(fā)現(xiàn)以來，它們的一個決定性特征就是它們上顎的一對突出的獠牙。二齒獸這個名字甚至意味著"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：“我們當時坐在贊比亞的田野里，到處都是二齒獸動物的牙齒。我記得肯拿起它們，思考它們怎么會被稱為獠牙，因為它們有獠牙所沒有的特征。”
Angielczyk發(fā)現(xiàn)了一個關鍵的區(qū)別：嚴格來說，并不是所有突出的牙齒都是獠牙，牙齒的構成和生長模式告訴我們它們是否算數(shù)。"Whitney說：“在這篇論文中，我們必須對獠牙進行定義，因為它是一個令人驚訝的模糊的術語。研究人員決定，牙齒要成為獠牙，它必須延伸到嘴外，必須在動物的一生中不斷生長，而且與大多數(shù)哺乳動物的牙齒（包括我們的）不同，獠牙的表面是由牙本質而不是堅硬的琺瑯質構成的。”
在這些參數(shù)下，大象、海象、疣豬和鬣狗都有獠牙。不過，動物王國里的其他大牙并沒有入選。例如，嚙齒類動物的牙齒，盡管它們有時會伸出來，而且不斷地生長，但在牙齒的前面有一條琺瑯質帶，所以它們不算。
研究小組在贊比亞觀察到的一些雙齒動物的牙似乎也不符合獠牙的定義--它們涂有琺瑯質而不是牙本質。
牙齒與獠牙的不同構成也讓科學家們了解了動物的生活。Whitney說：“涂有琺瑯的牙齒與涂有牙本質的獠牙是一種不同的進化策略，這是一種權衡。琺瑯質牙齒比牙本質更堅硬，但由于牙齒在頜部生長的幾何形狀，如果你想讓牙齒在一生中不斷生長，你就不能有完整的琺瑯質覆蓋。”
動物進化出的不同種類的牙齒可以告訴科學家，這些動物面臨的壓力可能會產生這些牙齒。有獠牙的動物可能會用它們來打架，使它們暴露在小的傷害中，而對于不連續(xù)生長的琺瑯質牙齒來說，這將是有風險的。
為了研究二齒獸的牙是否真的是獠牙，研究人員從代表10個不同物種的19個二齒獸標本的牙齒化石中切出紙質薄片，并用顯微鏡檢查其結構。他們還使用微型CT掃描來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)生長的證據(jù)。科學家們發(fā)現(xiàn)，一些二齒獸的牙齒確實是獠牙，而其他牙齒，特別是一些早期物種的牙齒，只是大牙。不過，這并不是一個從無獠牙到有獠牙的嚴格過程--二齒獸動物家族的不同成員獨立地進化出了獠牙。
Whitney說她對這一發(fā)現(xiàn)感到驚訝。她說：“我以為在家族樹上會有一個點，所有的二齒獸都開始有獠牙，所以我認為我們實際上看到獠牙的進化是相當令人震驚的。”
Angielczyk說：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關于哺乳動物獠牙進化的一般情況。例如，這項研究表明，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物中看到的獠牙。”
“在恐龍時代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實上，在現(xiàn)實中只有少數(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化的一個美麗的例子。我們可以看到如何建造獠牙！”愛達荷州自然歷史博物館館長、論文作者之一Brandon Peecook說。
研究人員說，這項研究顯示了已知的最早的獠牙實例，可以幫助科學家更好地理解進化是如何運作的。
“獠牙已經進化了很多次，這讓你想知道如何進化以及為什么？我們現(xiàn)在有很好的數(shù)據(jù)，說明二齒獸進化出獠牙所需要發(fā)生的解剖學變化。 ”華盛頓大學伯克博物館館長、論文作者之一Christian Sidor說：“對于其他群體，如疣豬或海象，陪審團仍然沒有結論。”
Angielczyk說：“盡管是極其奇怪的動物，但關于二齒獸的一些事情，比如獠牙的進化，為我們提供了關于今天我們周圍的哺乳動物的信息。此外，任何時候你都可以說哺乳動物并不那么特別，二齒獸首先做到了這一點。”
