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牙齒是不是骨骼

2018-09-18 17:50  來源: 新華網

我們現在談到的牙齒和骨骼,指的是哺乳動物的牙齒和真(硬)骨。一般來説,牙齒並不是骨骼,二者在結構上有明顯的區別。

牙齒由牙釉質、牙本質、牙骨質和牙髓組成。而骨骼主要由骨膜、骨質和骨髓三部分構成。長骨的兩端是呈窩狀的骨松質,中部是致密堅硬的骨密質,骨中央是骨髓腔,骨髓腔及骨松質的縫隙內填充著骨髓。名稱類似的牙骨質與骨密質,其組成和代謝均有區別,例如骨密質可以被吸收和重建,而牙骨質一般不會被吸收;牙骨質也沒有骨骼中的哈佛氏係統。

骨骼發生骨折後可修復,但牙齒折斷後一般不可恢復。牙髓中包含神經、血管和一些結締組織,沒有造血功能;骨髓中的紅骨髓具有造血功能。

但是牙齒和骨骼之間也是有一定關聯的,有研究表明,有缺陷的成骨細胞會同時導致生物體中骨骼和牙齒發育的缺陷。二者在演化過程中有什麼關聯呢?

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于遠古魚類的盾鱗。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(牙齒中暴露于牙齦之外的部分)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5億年前甲胄魚的皮甲演化而來。而哺乳動物的骨骼中鎖骨、顱骨等是由外骨骼演化而來,與牙齒一樣也來源于甲胄魚的皮甲。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係。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于近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。

目前科研人員對牙齒和骨骼的演化誰先出現、誰後出現,他們是否都來自于盾鱗或者都來自于牙形石還有爭議。我們期待隨著研究的不斷深入,有更多的進化中的秘密被不斷揭示出來。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 王岳瓊   [責任編輯: 李浩]