牙齒為何會敏感？原來是遠古魚“遺傳”

　　你有過牙齒酸酸脹脹的體驗嗎？這會讓我們真切地感受到牙齒有多敏感。其實，在咀嚼食物時，這種敏感性大有用處，它能提供關于溫度、壓力，還有疼痛方面的重要信息。但你可能不知道，堅硬的牙釉質內部那些敏感的部位，在演化之初竟然是幫助遠古魚類在危機四伏的海洋中存活下來的關鍵利器。

　　古代無頜脊椎動物魚“Astrapsis”的齒狀結構CT掃描圖。圖中綠色小管內填充著牙本質，這種物質也構成了現代牙齒敏感的內層。紅色部分是血管系統，在生命早期，血管系統可能容納神經，從而傳遞感覺。圖片來源：芝加哥大學

　　美國芝加哥大學科學家最近發現，人類牙齒內部的牙本質，也就是對冷熱酸甜敏感的那層結構，最早是由遠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，早期脊椎魚類全身覆蓋著堅硬的鎧甲。這些甲胄上布滿微小的凸起結構，內部含有類似牙本質的組織。科學家推測，這些結構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“水下雷達系統”。

　　有趣的是，類似的“雷達系統”也出現在無脊椎動物身上，比如寒武紀（4.85億至5.4億年前）的節肢動物（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，但它們獨立發展出了相似的感知結構，以應對遠古海洋的生存挑戰。

　　科學家開始搞這項研究，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難題：化石記錄里最早的脊椎動物是啥？

　　科學家向各地的博物館要了寒武紀的化石標本，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，他們發現了一些疑似牙本質的結構。進一步分析發現，這些結構其實更接近現代節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境的微小器官。

　　這一誤打誤撞的發現，反而揭示了更深刻的規律，即牙齒的演化可能遵循“由外向內”的路徑。也就是說，敏感的感知結構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”。鯊魚、鰩魚和鯰魚身上也有類似牙齒的結構，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4億多年進化史在你口腔里留下的“雷達系統”。它在提醒你：“注意，有人在碰我的鎧甲。”