最早的牙齒被發現,來自於4億年前,它們由鱗片進化形成
據報導,通過歐洲同步輻射光源(ESRF)強大的X射線成像技術,來自於瑞典的科學家們,終於搞清楚了人類牙齒的來源,通過對一塊來自於4.09億年之前的棘胸魚化石三維成像分析,科學家們發現這種古老的魚類已經有了完整的牙齒序列,而且看起來與現代牙齒非常相似。
牙齒的演化起源通過化石研究證明,最早的牙齒出現在脊椎動物的身上。那麼,脊椎動物又是何時出現的呢?大約5.4億年之前,地球爆發了一場至今未解的生命懸案——寒武紀生命大爆發之謎。超過90%的多門類生物,在短短2000萬年的時間裡紛紛湧現出來,並且開啟了快速進化之路,脊椎動物也因此而誕生。
研究發現,最早的脊椎動物出現在5億年之前,不過一開始,它們並不起源,依然需要海綿作為身體的主要部分,只不過在其中生長出了一條脊索出來,後來,就是這個不起眼的動物,慢慢進化成為了魚類、兩棲類、鳥類、爬行類、哺乳動物類等,包括人類在內地球上很多動物的祖先。不過,通過化石分析,科學家們也發現了一個問題,雖然牙齒是脊椎動物的特徵之一,不過事實上,早期的脊椎動物卻並沒有牙齒,因為來自於寒武紀的很多脊椎動物化石都表明,早期的脊椎動物都是沒有上下頜的,這意味著它們根本就不可能進化出牙齒,它們進食的方式,也都是通過過濾水中的食物來進行。
於是,科學家們找到了新的研究方向,如果想要搞清楚牙齒究竟是如何出現的,那就需要找到地球上最早的有頜動物,並且通過儀器檢測,來尋找它們是否已經長出了牙齒。一開始,科學家們認為最早的有頜動物來自於泥盆紀時期。因為通過化石分析,來自泥盆紀的古代魚類化石,都已經普遍出現了牙齒,特別是在泥盆紀時期非常繁榮的節甲魚,它們不僅脊椎發育已經非常完善了,而且牙齒也非常的銳利。不過事實上,節甲魚只能看作是牙齒演化的過渡環節,因為它們所謂的“牙齒”不過是兩對骨頭而已,並不算作真正的牙齒。
難道真的脊椎動物在地球上出現了1億多年之後,它們才擁有了牙齒嗎?帶著新的疑問,科學家們又展開了牙齒的演化研究,一直到前段時間,在捷克出土了一個原始有頜動物化石,發現它來自於4億多年前的志留紀時期,並且通過X射線成像技術,科學家們在它的身上找到了“牙齒”,才揭開了困擾多年的謎團。
新的問題仍然存在找到最早擁有牙齒的脊椎動物,這還只是一個開始,真正的問題在於,牙齒究竟是古代魚類的鱗片演化而來的,還是從魚類的口腔中演化而來的。研究發現,最早的有頜動物出現在4.25億年之前,而最早的牙齒則出現在4.1億年左右,那麼,在短短的1000多萬年時間裡,有頜動物究竟發生了什麼,導致它們擁有了牙齒呢?在過去,科學家們的主流觀點,是認為牙齒是由古代魚類的鱗片進化而來的,因為一直到今天,在一些海洋生物的身上,它們的鱗片看起來仍然好像牙齒一樣,而且結構也和牙齒有著很多的相似之處。
所以,科學家們推測,或許是在進化的過程中,一部分鱗片在幫助有頜動物進食的過程中,變成了牙齒。不過,這次新的研究卻發現,棘胸魚的牙齒是來自於它們的皮膚,因為通過化石分析,發現它們口腔邊緣的頜骨是非常堅硬的,而且與它們頜骨外皮膚上面的成分有著相似之處。這意味著,可能最早的牙齒是長在了古代魚類的皮膚上,之後它們不斷地演化,長在了口腔內側,成為瞭如今的模樣。不過,這裡也有一個新的問題,那就是既然棘胸魚要比節甲魚早出現數千萬年,為何節甲魚的牙齒看起來還處於剛剛形成的階段呢?
一些科學家推測,或許牙齒也是分別進化的,一部分來自於口腔外側的皮膚,而另一部分則來自於身上的鱗片,畢竟節甲魚被看作是鯊魚的祖先,而如今在很多鯊魚的鱗片上,也都找到了和牙齒成分差不多的盾鱗。有研究者認為,或許最早的棘胸魚進化成了爬行動物和哺乳動物,而節甲魚等來自於泥盤紀的有頜動物,則進化成了其它的海洋生物。至於究竟答案如何,還需要進一步的研究來揭曉,一起拭目以待吧!
參考消息《科技日報》7月15日文章《X射線成像技術發現牙齒起源於4億年前棘胸魚》