【黄牙老象】牙齿化石揭示了犬齿的进化过程：起源于讲道理水。

大多数人想象有犬齿的动物时会想起大象。但是，其他很多动物中，有螳螂猪、河马、北极的海象，甚至还有看起来像5磅重的豚鼠的动物。动物的大小和犬齿可能不同，但它们有一个独特的共同点，那就是只存在于哺乳动物身上。还不为人知的鱼、爬行动物和鸟类有犬齿。

尽管这是现代和化石哺乳动物的标志性特征，但有一个进化程序，说明了这种牙齿现象的发展，以及哺乳动物为什么是当今唯一有犬齿的动物。

在2021年10月27日发表于《Proceddings of the Royal Society B》的申论文中，研究人员将第一颗犬齿追溯到恐龙之前生活的古代哺乳动物亲戚，首先通过定义犬齿是什么来解释哺乳动物犬齿的进化。

这项研究的首席作者、哈佛大学有机与进化生物学系博士后马根惠特尼说：“犬牙是这种非常著名的解剖学，但在我开始这项研究之前，我从未想过犬牙是如何局限于哺乳动物的。”

可以证明最古老的犬齿是现代哺乳动物之前出现的动物——讲道理兽。“论文合著者、芝加哥菲尔德博物馆馆长Kenneth Angielczyk说：“他们是非常奇怪的动物。”

I兽虽然不是哺乳动物，但它是远亲，与哺乳动物的关系比恐龙和其他爬行动物更密切。他们生活在2.7 ~ 2.1亿年前，其中包括从小老鼠类伊里奇兽到巨型大象双尺寸的各种动物。他们以拥有非常奇特的牙齿排列而闻名。这些动物的决定性特征之一是，176年前首次发现，上颚上有突出的犬齿。大部分都有两颗从犬牙位置上下来的上牙，但几乎没有多余的牙齿。相反，这只野兽在嘴前有一个喙，持续时间是由角蛋白制成的，与乌龟的喙相似。

研究人员在古生物发掘过程中午休时产生了对这项研究的想法。惠特尼说：“我们坐在赞比亚的野外，到处都是伊里奇秀的牙齿。我记得肯捡起它们，问它们怎么能被称为獠牙。因为它们具有犬齿不具备的特征。”

严格地说，并不是所有引人注目的牙齿都是犬齿。惠特尼说：“在这篇论文中，我们要定义犬齿。因为那是一个惊人模糊的术语。研究人员确认，牙齿要想成为犬齿，就必须从嘴里突出来。这完全由牙齿的本质构成。大多数哺乳动物牙齿缺少珐琅，而且一直在增加。”

研究人员对代表10个不同物种的19个双牙动物标本的薄纸片进行了高组织学。他们用微型CT检查牙齿是如何附着在头骨上的，看是否有持续增长的证据。

研究小组在赞比亚观察到的一些讲道理动物的牙齿似乎也不符合牙齿的定义。用搪瓷代替象牙质。Whitney说：“有很多种类的讲道理兽，大多数好像都有犬齿，但是从微观结构的细节来看，这些群体之间很不一样。”珐琅质牙齿比牙齿的本质更坚硬，但如果想用牙齿在下巴上生长的几何形状让牙齿生长一辈子，就不能覆盖完整的珐琅质。(威廉莎士比亚、哈姆雷特、虱子、虱子、虱子、虱子、虱子、虱子)人类这样的动物进化出了耐用但难以修复的牙齿。成人牙齿的损失是不可替代的。牙齿的耐久性不如漆皮刷的牙齿，但即使受损，也会继续生长。Whitney说：“刷了珐琅质的牙齿和刷了牙齿本质的犬齿是不同的进化战略。”

研究人员分析了来自南非、南极、赞比亚和坦桑尼亚的伊治秀标本的组织学薄片，发现它们与人类的牙齿非常相似。这些动物减少了犬牙位置的替代牙齿数量，下颌骨上似乎附着着柔软的组织。有趣的是，这是哺乳动物特有特征的组合。哺乳动物和人类一样，只用牙齿更换一次乳牙，而和其他大多数脊椎动物不同，哺乳动物可以像鲨鱼一样继续更换。哺乳动物的牙齿通过牙槽附着在颚骨上，这是一种软组织或韧带的附着。但是大多数脊椎动物的牙齿通过强直连接到颌骨，这是骨骼和牙齿的坚硬组织融合在一起的。

“如果有这两种东西，即牙齿更换量减少，软组织附着，继续生长的牙齿可以绕过动物无法代替这一事实。相反，它进化成继续沉积相同的牙齿组织。””惠特尼说。“而且，随着动物不断沉积组织，牙齿向口腔外移动，开始发展成功性。

”

研究人员发现，真正的獠牙进化只发生在这个群体进化的后期阶段--这个群体的早期成员有一颗大牙而不是真正的獠牙。在其进化历史的晚期，二齿兽进化出了一个不断生长的真正的獠牙，并且令人惊讶的是在多个不同种类的双齿兽中都是如此趋同。Whitney指出：“我以为在家族树上会有一个点，所有的双齿类动物都开始有獠牙，所以我认为我们实际上看到獠牙的进化是非常令人震惊的。这跟我们在大象进化中看到的情况类似，因为它反映了很多关于大象如何获得其长牙的研究模式。”

“在恐龙时代之前，二齿兽是陆地上最丰富和最多样化的脊椎动物，它们因其‘獠牙’而闻名。事实上，在现实中只有少数人有真正的獠牙，其余的都是大牙，这是我们可以记录的进化的一个美丽的例子。我们可以看到如何建造一个獠牙！”论文共同作者爱达荷州自然历史博物馆馆长Brandon Peecook说道。

研究人员表示，这项研究显示了已知的最早的真牙实例，它可以帮助科学家更好地了解进化是如何进行的。

“獠牙已经进化了很多次，这让你想知道如何以及为什么？我们现在有很好的数据说明二齿兽进化出獠牙所需要发生的解剖学变化，”华盛顿大学伯克博物馆馆长Christian Sidor说道，“对于其他群体如疣猪或海象，团队仍没有结论。”

动物进化出的各种牙齿可以告诉科学家这些动物面临的压力可能会产生这些牙齿。像獠牙可以以各种方式发挥作用，包括防御、竞争、钻洞、性选择甚至协助运动--如海象用它的獠牙将自己从水中吊到冰上。持续生长的獠牙可能使这些二齿动物能够克服一生中只有一套替代牙齿的挑战。

“我们并不真正知道双齿兽的獠牙可能有什么功能，因为我们无法观察它们也无法看到它们在用它们做什么。这是一个关于二齿兽的挥之不去的问题，现在更是如此，”Whitney说道。

Angielczyk则表示：“二齿兽的獠牙可以告诉我们很多关于哺乳动物獠牙进化的一般情况。比如这项研究表明，牙齿更换率的降低和将牙齿连接到颌骨的灵活韧带是真正的獠牙进化所需要的。这一切都让我们更好地理解我们今天在哺乳动物中看到的獠牙。”