撰文/清歡
呀!牙?
撰文/清歡
第一個長牙齒的海洋動物是什么?盲鰻明明滿嘴是牙,為什么還被稱為無“齒”之徒?從魚類到爬行動物,牙齒究竟發(fā)生了什么變化?須鯨沒有牙齒是真理還是謬誤?……
不久前,來自澳洲和英國研究者利用X射線,生成了一種牙形石的牙齒計算機模型。他們宣布,某種已經(jīng)絕滅的史前海洋脊椎動物,長著迄今為止最鋒利的牙齒。雖然牙齒結(jié)構(gòu)的尖端僅有2微米,只是人類發(fā)絲直徑的二十分之一,能施加的壓力卻能與人類的下顎骨相媲美。
那么,牙形石究竟是何方神圣呢?
獨角鯨的牙齒在海洋生物里既是最長的,也是最少的。
牙形石,即“conodont”,是一種重要的微體化石。它的主要化學(xué)成分為磷酸鈣,廣泛分布于世界各地的海相沉積物中。從古生代的寒武紀(jì)到中生代的三疊紀(jì),“conodont”幾經(jīng)盛衰,其演化歷程長達3億年。它的外形特征明顯、演化迅速,作為一種標(biāo)準(zhǔn)化石,它對于地層的劃分和對比起到重要作用。
“conodont”的個體微小,最小的不到0.1毫米,最大的不過4毫米。由于外形酷似某些魚類的牙齒或環(huán)節(jié)動物的腭器,因而得名。不過“conodont”究竟是什么,魚類的牙齒化石、環(huán)節(jié)動物的腭器或牙索動物?……專家們各執(zhí)一詞,誰也沒法說服誰,只能說“它可能是某一類已經(jīng)絕滅海生動物的某一部分所形成的微小化石”?!癱onodont”曾被翻譯成“牙形蟲”、“牙形石”、“牙形刺”、“牙形類”、“牙形蟲類”等,從這些五花八門的翻譯中,就能看出其中存在著分歧。不過,有一點是這些專家的共識,即“conodont”或許曾是地球上最早的牙齒。
大約4億8百萬年前,盾皮魚統(tǒng)治著海洋世界。這是世界上第一種利用凸凹不平的齒齦來捕食的有頜脊椎動物。這種凹凸不平的齒齦被稱為“骨刀刃”,是由半牙質(zhì)組成。
與之前的整個囫圇吞食相比,這種“骨刀刃”無疑是提供了一種更佳的捕食方法,繼而影響了生物的進化方向。幾億年后,這種盾皮魚的后代進化產(chǎn)生了所有其他的主要脊椎動物種。但需要指出的是,并非所有的脊椎動物都有真正的牙齒。
圓口類是脊椎動物中的原始類群。所謂“圓口”,就是這類動物沒有上下頜,不能利用下頜的活動開口或閉口,屬于無頜類動物。以盲鰻為代表的圓口類動物,有著為數(shù)眾多的牙齒,能密密匝匝地排上好幾排。不過它們的牙齒數(shù)目雖然很多,卻并非真正的牙齒。
盲鰻的這些“牙齒”是由表皮特化而成的角質(zhì)齒。此外,它的舌頭也因為長滿角質(zhì)齒而被稱為“銼舌”。捕獵時,盲鰻會先用口漏斗吸附在獵物身上,再用角質(zhì)齒和銼舌銼破魚皮,鉆進去吸食血肉。由于沒有上下頜,即便有真正的牙齒也沒法咬合,更何況還只是角質(zhì)齒。因此像盲鰻和七鰓鰻這樣的圓口類動物,沒法依靠牙齒來進行捕獵,只能鉆進獵物的體內(nèi),過著寄生或半寄生生活。
抹香鯨的牙齒是半拉子工程,因為它只在下頜長著牙齒,上頜只有一些被牙齒刺出來的洞,從這張圖上能清晰地看到上頜部滿是被牙齒刺出來的洞。
藍色鸚嘴魚的牙齒很像人類的牙齒。
真正的牙齒是骨質(zhì)器官的外露部分,由外層的釉質(zhì)、內(nèi)層的齒質(zhì)和中央的髓腔共同構(gòu)成的。其中釉質(zhì)來源于表皮,齒質(zhì)來源于真皮,髓腔聯(lián)通血管及神經(jīng)。真正的牙齒直到脊椎動物進化到魚類才出現(xiàn),標(biāo)志是出現(xiàn)具有咬合功能的上下頜。牙齒的形狀、大小和排列,以及生長范圍都與該類動物的生存環(huán)境相適應(yīng)。
魚類的牙齒地盤最大,因此能“亂長”。無論是頜骨、腭骨還是犁骨,甚至在第五對鰓弓上,都可能會出現(xiàn)牙齒的身影。而位于鰓弓上的那對牙齒,就是大名鼎鼎的“咽喉齒”。以鸚嘴魚為例,這種生活在珊瑚礁里的魚以珊瑚為食。與此相適應(yīng)的,它的牙齒也有兩套班子,即進化為堅硬齒板的腭齒和條石狀的咽喉齒。進食時,鸚嘴魚先用齒板將食物咬斷,再用咽喉齒把食物磨碎。
在從魚類到兩棲動物,再到爬行動物的進化過程中,牙齒的“地盤”日益變得狹窄。兩棲類動物的牙齒還能同時長在頜骨和犁骨上,可一旦進化到爬行類后,就只有頜骨上能長牙了。而現(xiàn)代鳥類更是徹底進化為“無牙”一族了。它們的牙齒已經(jīng)退化了,只能用堅硬的角質(zhì)喙來抓取獵物,繼而囫圇吞下肚去了事。不過也不用擔(dān)心會發(fā)生什么險情,因為它們的嘴里另有一番乾坤。
以可愛的企鵝為例,你會在它的嘴里發(fā)現(xiàn)密密麻麻的“針狀齒”,就連舌頭上都不例外。這些“針狀齒”雖然不是真正的牙齒,作用卻很大,不但能牢牢“抓住”獵物,還能讓獵物更好地“傳送”到胃里。因此很少會出現(xiàn)到了嘴里的獵物再逃走的情況。無獨有偶,海龜雖然不是鳥類中的一員,但是作為爬行動物中的異類,它的身上也存在著類似的情況。海龜?shù)难例X也被堅硬的喙所取代,無數(shù)細(xì)小的“針狀齒”遍布整個食道,尖銳的“針尖”朝著胃的方向生長。這不但能防止獵物遁逃,還有助于將食物吞咽到胃里。這也是一旦海龜誤吞下塑料袋,就沒法吐出來的原因。
從魚類到爬行動物,雖然牙齒的大小不同、形狀各異,但都只具有捕捉和咬住獵物的功能。由于牙齒的功能沒發(fā)生明顯分化,因此可認(rèn)為是“同型齒”。這一時期的動物還有一個共同的特征,即能夠不停地更換牙齒。海洋動物中,最典型的莫過于大白鯊了。它的牙齒最多可達7排,一旦前排的牙齒脫落了,位于后排的牙齒就會頂替它的位置。大白鯊的牙齒長得并不特別牢固,在撕咬或吞食獵物時很容易脫落或碎裂。每隔半年到一年時間,它的牙齒就會全部換新的了。這種不管脫落多少次都能重新生長的牙齒,被稱為“多出齒”。
這只海龜擁有最棒的“假牙”——角質(zhì)喙
牙齒最初只是捕捉和咬住食物的功能,哺乳動物出現(xiàn)后,才開始具備切割、刺穿、撕裂和研磨等多種功能。同時,牙齒也出現(xiàn)了切齒、犬齒、前臼齒和臼齒分化。這種特化后的牙齒更有助于食物的充分利用,因此被認(rèn)為是生物學(xué)上最完美的牙齒。
海洋哺乳動物又稱為“海獸”,指身體呈流線形、前肢特化為鰭狀、體溫恒定、胎生哺乳和進行肺呼吸的海洋脊椎動物。一般包括鯨目、鰭腳目、海牛目的所有動物,以及食肉目的海獺和北極熊。相比而言,海獅和海豹等半水生動物的牙齒,無論是形狀還是功能上都更最臻于完美,而鯨目的全水生動物,為了適應(yīng)海洋生活,不僅外形更接近魚類,它的牙齒也隨之發(fā)生了改變。
鯨的種類很多,總體可分為齒鯨和須鯨。顧名思義,齒鯨就是有牙齒的鯨?;ⅥL是具有代表性的齒鯨。它的上下頜各有20多顆銳利的牙齒,每顆都在10~13厘米之間,均向內(nèi)后方彎曲。合上大嘴時,上下頜的牙齒相互交錯,類似于人類十指交叉的情景。相比愛掉牙的大白鯊,虎鯨的牙齒可堅固多了,不僅讓獵物難以掙脫,還能有撕裂和切割的功能。齒鯨中,牙齒最具特色的是獨角鯨。這種鯨除了正常的牙齒外,還有一顆特別的長牙。在獨角鯨一歲左右,左側(cè)牙齒會忽然迅猛生長,刺破上唇變態(tài)為角,直至長達2~3米。在中世紀(jì)時期,它的長牙曾被不肖商人冒充獨角獸之角,高價出售。
須鯨是沒有牙齒的,取而代之的是鯨須。每頭須鯨的嘴里大約有150~400片鯨須,就像張起了密密匝匝的濾網(wǎng)。這些既長且密的角質(zhì)鯨須,從上腭的兩側(cè)垂入口腔,內(nèi)側(cè)還有須毛。須鯨只需將大口一張,就有大量夾雜著浮游生物和小魚小蝦的海水涌入口中。等它將嘴巴一閉,再用舌頭一壓,海水便從須縫中被擠出去了,只留下美味的食物。當(dāng)然,這種角質(zhì)鯨須還算不上是真正的牙齒。
那么,須鯨真的沒有牙齒嗎?其實不管齒鯨還是須鯨,在胚胎期都是有牙齒的。只是齒鯨是終生有齒,而須鯨的牙齒發(fā)育很不完善,不僅不能形成琺瑯質(zhì),還在出生前就被重新吸收了。