【牙齒或源於古魚皮膚感應器 4.6億年前「盔甲感測」揭牙痛之謎】

綜合外媒報導,美國芝加哥大學最新研究指出,牙齒內部的象牙質,其感知冷熱與壓力的能力,或可追溯至遠古魚類的「齒狀突」,顛覆了科學界對牙齒功能與演化的既有認知。該項研究由芝加哥大學博士後研究員哈里迪(Yara Haridy)領導。她指出,古魚皮膚表層的凸起結構,與現代牙齒象牙質驚人相似,且擁有感知能力,「就像撞到東西時,牠們能感覺到」,這些結構極可能為牙齒的遠祖。

研究團隊利用高解析3D掃描技術,分析名為「始胸魚」(Eriptychius)及「星甲魚」(Astraspis)的古魚化石,首次在其體表發現含有象牙質的齒狀突,證實牙齒的感覺功能並不侷限於口腔。哈里迪更指:「即使不在嘴裡,這些『牙齒』一樣具有感知環境的功能。」研究還揭示,古魚的感應突與螃蟹等節肢動物的「感覺器」功能雷同,屬於「趨同演化」現象,意味雙方可能來自並無硬組織的共同祖先,卻分別演化出相似的感知機制嵌入其骨骼中。

不過研究過程中亦出現曲折。團隊原本認為在化石「安納托利皮斯」(Anatolepis)上發現最早牙齒痕跡,後經更深入鑑定,竟發現該化石屬節肢動物而非脊椎動物,令研究一度陷入僵局。同屬研究團隊的資深學者舒賓(Neil Shubin)補充,早期動物如這些古魚生活於奧陶紀海洋,須與節肢動物及巨型掠食者共處,體表感應突成為牠們感知周遭環境的重要裝備。「體表感應器對牠們認識世界至關重要。」

現今鯊魚皮膚依然佈滿類似結構的「皮齒」,觸感如砂紙,並與神經系統連接,與牙齒的運作方式相近。這項發現令科學家推斷,控制皮膚齒狀突生成的基因組,可能為日後真正牙齒演化鋪下基礎。哈里迪指出,當早期魚類演化出下顎後,這些原本位於體表、具有感知功能的齒狀突,有部分隨演化逐漸轉移至口腔之中,最終演變為牙齒,兼具攻擊、防禦與感應功能。

日本沖繩科學技術大學院大學學者薩蘭(Lauren Sallan)表示,該研究有助重新釐清硬組織與有頜魚類出現的時序,並提出新觀點:「牙齒最初可能不是用來咬人或撕裂,而是用來感知水中同伴、獵物或掠食者。」哈里迪強調,團隊未來將持續尋找更早期脊椎動物化石,力求解開牙齒演化的最初起點。舒賓亦感慨指:「這就是科學,意外發現往往開啟全新方向。」

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