科学家发现人类牙齿敏感原因远古鱼类“遗传”

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2025-05-26 13:50:51 光明网

牙齿敏感的经历很多人都有过，那种酸胀的感觉让人真切地体会到牙齿的敏感性。这种敏感性在咀嚼时非常有用，能提供关于温度、压力和疼痛的重要信息。然而，你可能不知道的是，牙齿内部那些敏感的部分，在演化之初竟然是帮助远古鱼类在海洋中生存的关键。

美国芝加哥大学的研究人员发现，人类牙齿内部的牙本质，即对冷热酸甜敏感的那一层结构，最初是由远古鱼类带甲外骨骼中的感觉组织演化而来的。大约4.65亿年前的奥陶纪，早期脊椎鱼类全身覆盖着坚硬的铠甲，这些甲胄上布满微小的凸起结构，内部含有类似牙本质的组织。科学家推测，这些结构能够感知周围水流的压力、温度变化，甚至能探测到靠近的掠食者，就像一套“水下雷达系统”。

类似的“雷达系统”也出现在无脊椎动物身上，例如寒武纪（约4.85亿至5.4亿年前）的节肢动物（类似于今天的螃蟹和虾）。这表明，尽管脊椎动物和无脊椎动物在演化上走上了不同的路线，但它们独立发展出了相似的感知结构以应对远古海洋的生存挑战。

这项研究原本是为了回答一个长期存在的古生物学问题：化石记录中最早的脊椎动物是什么？科学家们向各地博物馆请求了寒武纪化石标本，并使用CT扫描寻找脊椎动物特征的明显迹象。在一次扫描中，他们意外发现了疑似牙本质的结构，进一步分析后发现这些结构更接近现代节肢动物甲壳上的感知器，即一种帮助螃蟹、昆虫等感知周围环境的小器官。

这一发现揭示了一个更深刻的规律：牙齿的演化可能遵循“由外向内”的路径。也就是说，敏感的感知结构先在体表外骨骼上演化出来，后来才被基因工具包“改造”成口腔内的牙齿。今天的一些生物仍然保留着这种古老特征，比如鲨鱼、鳐鱼和鲶鱼身上的小齿，使它们的皮肤摸起来像砂纸一样。

下次当你洗牙感到酸痛时，可以想象这是4亿多年进化史留在你口腔里的“雷达系统”，它在提醒你：“注意，有人在碰我的铠甲。”

(责任编辑：zhangxiaohua)

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