X射線成像技術發現 牙齒起源於4億年前棘胸魚

人類牙齒的進化始於4億多年前的古代魚類。但是牙齒究竟起源於魚類口腔還是魚類鱗片，還有許多爭議。

據物理學家組織網近日報道，瑞典烏普薩拉大學科學家在《科學》雜誌發表論文稱，他們利用歐洲同步輻射光源（ESRF）強大的X射線成像技術，對捷克發現的距今約4.09億年棘胸魚化石牙齒進行了高分辨率三維成像，結果發現這些化石保存著完好的牙齒序列，牙本質中還保存著完好的細胞間隙，看起來與現代牙齒非常相似。新研究認為棘胸魚可能是有頜動物牙齒的真正起源。

牙齒起源於魚類口腔還是鱗片仍存爭議

魚、爬行動物、鳥類和人都屬於脊椎動物。最初的脊椎動物沒有上下頜，也沒有牙齒。有頜類動物出現在4.25億年前的晚志留世到4.1億年前的早泥盆世期間。

先前的理論認為，最早的牙齒起源於魚類口腔，牠們像現代魚類的牙齒一樣從內嚮外生長。後來的所有脊椎動物都繼承了這一特點。

不過目前更加主流的觀點認為，高等脊椎動物的牙齒由遠古魚類的鱗片進化而來。這些鱗片現在還存在於鯊魚等一些動物身上。鯊魚的表皮上佈滿了鱗片（叫做盾鱗）。牠們不僅長得像牙齒，而且結構幾乎和牙齒一樣。牙齒與盾鱗的這種高度同源性，暗示我們最初的牙齒和鱗片是以相同方式分化產生的。但鯊魚牙齒跟其他脊椎動物的牙齒還有不少區別，如鯊魚沒有骨頭，只有軟骨，它的鱗片和牙齒都附著在皮膚上。

新發現改變了對牙齒起源的理解

還有研究認為，牙齒的進化最早可能源自節甲魚。節甲魚是最早的有頜魚之一，是早期的盾皮魚中最活躍的一支，其中包括著名的鄧氏魚。但又有科學家在一種節甲魚中發現，牠們的牙齒具有放射狀排列的齒銼，而且新牙齒是長在舊牙齒的外側，這與後來的軟骨魚、硬骨魚和四足動物都相反。因此節甲魚似乎不能成為所有動物牙齒進化的起源。

瑞典科學家利用歐洲同步輻射光源發現，像鯊魚、硬骨魚和四足動物一樣，棘胸魚在頜骨內側生長新的牙齒。棘胸魚的頜骨外表麵皮膚上含有小的牙本質成分，這一特徵與原始的硬骨魚一致。棘胸魚頜骨位於口腔的邊緣，像硬骨魚一樣，而節甲魚的頜骨則位於口腔的更深處。一個棘胸魚化石顯示這些小的牙本質逐漸過渡到牙齒，而另一個棘胸魚化石的牙齒在形狀上幾乎與皮膚牙本質相同。這表明牙齒是從皮膚上的牙本質進化而來。

儘管棘胸魚幾乎是最原始的有頜脊椎動物，但牠們的牙齒比節甲魚的牙齒更接近現代牙齒，牠們的頜骨也類似於之後出現的硬骨魚。這次的發現改變了人們對牙齒起源的理解，棘胸魚也許就是所有脊椎動物牙齒的真正起源。