牙齒和骨骼在演化過程中有什麼關聯?
生物進化過程中牙齒是如何出現的?
根據研究,許多科研人員認為牙齒來源於遠古魚類的盾鱗。我們來看看證據吧。
現代鯊魚的盾鱗由棘突和基板兩部分組成。棘突外被覆一層釉質,基板埋在真皮內;基板內有孔,與棘突內的髓腔相通,神經和血管通入髓腔內(如圖1所示)。哺乳動物的牙齒與盾鱗類似,是由外覆釉質的牙冠(牙齒中暴露於牙齦之外的部分)以及牙根(牙齒中深入牙齦的部分)組成;其內也有髓腔,髓腔中也有神經和血管(如圖2所示)。
由圖1、2可知,盾鱗和牙齒二者在結構上非常類似。鯊魚的盾鱗又稱為皮齒。在鯊魚個體發育過程中,在口中的盾鱗發育成為牙齒,而在口外、體表的則為盾鱗。這些解剖學上的證據支持牙齒來源盾鱗。
遠古魚類中的盾鱗,研究人員認為其從5億年前甲冑魚的皮甲演化而來。而哺乳動物的骨骼中鎖骨、顱骨等是由外骨骼演化而來,與牙齒一樣也來源於甲冑魚的皮甲。
這些骨化的組織在演化過程中進入身體的深層形成四足動物的鎖骨、顱骨,我們將這類骨的發生方式稱為膜成骨。
而原始魚類的骨骼(內骨骼)是由軟骨組成的,研究人員推測軟骨到真骨的基因突變發生在近5億年前。哺乳動物其他的大部分骨骼,如脊椎、四肢的骨骼、肋骨等均是由軟骨演化而成的。
我們將這類骨的發生方式稱為軟骨成骨。兩種成因的骨在基本結構和功能上並未有任何差別。
綜上所述,其實我們不能將牙齒和骨骼兩個概念完全剝離,他們在演化和發生上既有區別又有聯繫。可以理解為哺乳動物中的牙齒和鎖骨、顱骨等的來源相同,哺乳動物中的其他骨骼由軟骨演化而成。
牙齒起源還有另外一種觀點。這種觀點認為牙齒是來自於近5億年前寒武紀的牙形動物。牙形動物口中發現的牙形石的表面也具有類似哺乳動物牙齒表面的釉質,內部也存在腔隙,與哺乳動物的牙齒結構類似。