大多數(shù)人想象有犬齒的動物時會想起大象。但是，其他很多動物中，有螳螂豬、河馬、北極的海象，甚至還有看起來像5磅重的豚鼠的動物。動物的大小和犬齒可能不同，但它們有一個獨特的共同點，那就是只存在于哺乳動物身上。還不為人知的魚、爬行動物和鳥類有犬齒。

盡管這是現(xiàn)代和化石哺乳動物的標志性特征，但有一個進化程序，說明了這種牙齒現(xiàn)象的發(fā)展，以及哺乳動物為什么是當今唯一有犬齒的動物。

在2021年10月27日發(fā)表于《Proceddings of the Royal Society B》的申論文中，研究人員將第一顆犬齒追溯到恐龍之前生活的古代哺乳動物親戚，首先通過定義犬齒是什么來解釋哺乳動物犬齒的進化。

這項研究的首席作者、哈佛大學(xué)有機與進化生物學(xué)系博士后馬根惠特尼說：“犬牙是這種非常著名的解剖學(xué)，但在我開始這項研究之前，我從未想過犬牙是如何局限于哺乳動物的?！?

可以證明最古老的犬齒是現(xiàn)代哺乳動物之前出現(xiàn)的動物——講道理獸?！罢撐暮现摺⒅ゼ痈绶茽柕虏┪镳^館長Kenneth Angielczyk說：“他們是非常奇怪的動物。”

I獸雖然不是哺乳動物，但它是遠親，與哺乳動物的關(guān)系比恐龍和其他爬行動物更密切。他們生活在2.7 ~ 2.1億年前，其中包括從小老鼠類伊里奇獸到巨型大象雙尺寸的各種動物。他們以擁有非常奇特的牙齒排列而聞名。這些動物的決定性特征之一是，176年前首次發(fā)現(xiàn)，上顎上有突出的犬齒。大部分都有兩顆從犬牙位置上下來的上牙，但幾乎沒有多余的牙齒。相反，這只野獸在嘴前有一個喙，持續(xù)時間是由角蛋白制成的，與烏龜?shù)泥瓜嗨啤?

研究人員在古生物發(fā)掘過程中午休時產(chǎn)生了對這項研究的想法?；萏啬嵴f：“我們坐在贊比亞的野外，到處都是伊里奇秀的牙齒。我記得肯撿起它們，問它們怎么能被稱為獠牙。因為它們具有犬齒不具備的特征?！?

嚴格地說，并不是所有引人注目的牙齒都是犬齒?；萏啬嵴f：“在這篇論文中，我們要定義犬齒。因為那是一個驚人模糊的術(shù)語。研究人員確認，牙齒要想成為犬齒，就必須從嘴里突出來。這完全由牙齒的本質(zhì)構(gòu)成。大多數(shù)哺乳動物牙齒缺少琺瑯，而且一直在增加?！?

研究人員對代表10個不同物種的19個雙牙動物標本的薄紙片進行了高組織學(xué)。他們用微型CT檢查牙齒是如何附著在頭骨上的，看是否有持續(xù)增長的證據(jù)。

研究小組在贊比亞觀察到的一些講道理動物的牙齒似乎也不符合牙齒的定義。用搪瓷代替象牙質(zhì)。Whitney說：“有很多種類的講道理獸，大多數(shù)好像都有犬齒，但是從微觀結(jié)構(gòu)的細節(jié)來看，這些群體之間很不一樣?！爆m瑯質(zhì)牙齒比牙齒的本質(zhì)更堅硬，但如果想用牙齒在下巴上生長的幾何形狀讓牙齒生長一輩子，就不能覆蓋完整的琺瑯質(zhì)。(威廉莎士比亞、哈姆雷特、虱子、虱子、虱子、虱子、虱子、虱子)人類這樣的動物進化出了耐用但難以修復(fù)的牙齒。成人牙齒的損失是不可替代的。牙齒的耐久性不如漆皮刷的牙齒，但即使受損，也會繼續(xù)生長。Whitney說：“刷了琺瑯質(zhì)的牙齒和刷了牙齒本質(zhì)的犬齒是不同的進化戰(zhàn)略?！?

研究人員分析了來自南非、南極、贊比亞和坦桑尼亞的伊治秀標本的組織學(xué)薄片，發(fā)現(xiàn)它們與人類的牙齒非常相似。這些動物減少了犬牙位置的替代牙齒數(shù)量，下頜骨上似乎附著著柔軟的組織。有趣的是，這是哺乳動物特有特征的組合。哺乳動物和人類一樣，只用牙齒更換一次乳牙，而和其他大多數(shù)脊椎動物不同，哺乳動物可以像鯊魚一樣繼續(xù)更換。哺乳動物的牙齒通過牙槽附著在顎骨上，這是一種軟組織或韌帶的附著。但是大多數(shù)脊椎動物的牙齒通過強直連接到頜骨，這是骨骼和牙齒的堅硬組織融合在一起的。

“如果有這兩種東西，即牙齒更換量減少，軟組織附著，繼續(xù)生長的牙齒可以繞過動物無法代替這一事實。相反，它進化成繼續(xù)沉積相同的牙齒組織?！薄被萏啬嵴f?！岸?，隨著動物不斷沉積組織，牙齒向口腔外移動，開始發(fā)展成功性。

”

研究人員發(fā)現(xiàn)，真正的獠牙進化只發(fā)生在這個群體進化的后期階段--這個群體的早期成員有一顆大牙而不是真正的獠牙。在其進化歷史的晚期，二齒獸進化出了一個不斷生長的真正的獠牙，并且令人驚訝的是在多個不同種類的雙齒獸中都是如此趨同。Whitney指出：“我以為在家族樹上會有一個點，所有的雙齒類動物都開始有獠牙，所以我認為我們實際上看到獠牙的進化是非常令人震驚的。這跟我們在大象進化中看到的情況類似，因為它反映了很多關(guān)于大象如何獲得其長牙的研究模式。”

“在恐龍時代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實上，在現(xiàn)實中只有少數(shù)人有真正的獠牙，其余的都是大牙，這是我們可以記錄的進化的一個美麗的例子。我們可以看到如何建造一個獠牙！”論文共同作者愛達荷州自然歷史博物館館長Brandon Peecook說道。

研究人員表示，這項研究顯示了已知的最早的真牙實例，它可以幫助科學(xué)家更好地了解進化是如何進行的。

“獠牙已經(jīng)進化了很多次，這讓你想知道如何以及為什么？我們現(xiàn)在有很好的數(shù)據(jù)說明二齒獸進化出獠牙所需要發(fā)生的解剖學(xué)變化，”華盛頓大學(xué)伯克博物館館長Christian Sidor說道，“對于其他群體如疣豬或海象，團隊仍沒有結(jié)論?！?/p>

動物進化出的各種牙齒可以告訴科學(xué)家這些動物面臨的壓力可能會產(chǎn)生這些牙齒。像獠牙可以以各種方式發(fā)揮作用，包括防御、競爭、鉆洞、性選擇甚至協(xié)助運動--如海象用它的獠牙將自己從水中吊到冰上。持續(xù)生長的獠牙可能使這些二齒動物能夠克服一生中只有一套替代牙齒的挑戰(zhàn)。

“我們并不真正知道雙齒獸的獠牙可能有什么功能，因為我們無法觀察它們也無法看到它們在用它們做什么。這是一個關(guān)于二齒獸的揮之不去的問題，現(xiàn)在更是如此，”Whitney說道。

Angielczyk則表示：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關(guān)于哺乳動物獠牙進化的一般情況。比如這項研究表明，牙齒更換率的降低和將牙齒連接到頜骨的靈活韌帶是真正的獠牙進化所需要的。這一切都讓我們更好地理解我們今天在哺乳動物中看到的獠牙?！?/p>