科技日報記者 張佳欣

你有過牙齒酸酸脹脹的體驗(yàn)嗎？這會讓我們真切地感受到牙齒有多敏感。其實(shí)，在咀嚼食物時，這種敏感性大有用處，它能提供關(guān)于溫度、壓力，還有疼痛方面的重要信息。但你可能不知道，堅(jiān)硬的牙釉質(zhì)內(nèi)部那些敏感的部位，在演化之初竟然是幫助遠(yuǎn)古魚類在危機(jī)四伏的海洋中存活下來的關(guān)鍵利器。

美國芝加哥大學(xué)科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，人類牙齒內(nèi)部的牙本質(zhì)，也就是對冷熱酸甜敏感的那層結(jié)構(gòu)，最早是由遠(yuǎn)古魚類帶甲外骨骼中的感覺組織演化而來的。

大約在4.65億年前的奧陶紀(jì)，早期脊椎魚類全身覆蓋著堅(jiān)硬的鎧甲。這些甲胄上布滿微小的凸起結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有類似牙本質(zhì)的組織。科學(xué)家推測，這些結(jié)構(gòu)能感知周圍水流的壓力、溫度的變化，甚至能探測到靠近的掠食者，就像一套“水下雷達(dá)系統(tǒng)”。

有趣的是，類似的“雷達(dá)系統(tǒng)”也出現(xiàn)在無脊椎動物身上，比如寒武紀(jì)（4.85億至5.4億年前）的節(jié)肢動物（類似今天的螃蟹和蝦）。這表明，盡管脊椎動物和無脊椎動物在演化上走上了不同的路線，但它們獨(dú)立發(fā)展出了相似的感知結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對遠(yuǎn)古海洋的生存挑戰(zhàn)。

科學(xué)家開始搞這項(xiàng)研究，可不是為了尋找牙齒的起源，而是想解答一個長期存在的古生物學(xué)難題：化石記錄里最早的脊椎動物是啥？

科學(xué)家向各地的博物館要了寒武紀(jì)的化石標(biāo)本，打算用CT掃描找找脊椎動物特征的明顯跡象。在掃描一塊平平無奇的化石時，他們發(fā)現(xiàn)了一些疑似牙本質(zhì)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些結(jié)構(gòu)其實(shí)更接近現(xiàn)代節(jié)肢動物甲殼上的感知器，即一種幫助螃蟹、昆蟲等動物感知周圍環(huán)境的微小器官。

這一誤打誤撞的發(fā)現(xiàn)，反而揭示了更深刻的規(guī)律，即牙齒的演化可能遵循“由外向內(nèi)”的路徑。也就是說，敏感的感知結(jié)構(gòu)先在體表外骨骼上演化出來，后來才被基因工具包“改造”成口腔內(nèi)的牙齒。

今天的某些生物仍然保留著這種古老特征的“活證據(jù)”。鯊魚、鰩魚和鯰魚身上也有類似牙齒的結(jié)構(gòu)，叫小齒，這使它們的皮膚摸起來就像砂紙一樣。

等你再次洗牙又酸得皺眉時，不妨想想，這可是4億多年進(jìn)化史在你口腔里留下的“雷達(dá)系統(tǒng)”。它在提醒你：“注意，有人在碰我的鎧甲。”