牙齿为何会敏感？原来是远古鱼“遗传”
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你有过牙齿酸酸胀胀的体验吗？这会让我们真切地感受到牙齿有多敏感。其实，在咀嚼食物时，这种敏感性大有用处，它能提供关于温度、压力，还有疼痛方面的重要信息。但你可能不知道，坚硬的牙釉质内部那些敏感的部位，在演化之初竟然是帮助远古鱼类在危机四伏的海洋中存活下来的关键利器。
古代无颌脊椎动物鱼“Astrapsis”的齿状结构CT扫描图。图中绿色小管内填充着牙本质，这种物质也构成了现代牙齿敏感的内层。红色部分是血管系统，在生命早期，血管系统可能容纳神经，从而传递感觉。图片来源：芝加哥大学
美国芝加哥大学科学家最近发现，人类牙齿内部的牙本质，也就是对冷热酸甜敏感的那层结构，最早是由远古鱼类带甲外骨骼中的感觉组织演化而来的。
大约在4.65亿年前的奥陶纪，早期脊椎鱼类全身覆盖着坚硬的铠甲。这些甲胄上布满微小的凸起结构，内部含有类似牙本质的组织。科学家推测，这些结构能感知周围水流的压力、温度的变化，甚至能探测到靠近的掠食者，就像一套“水下雷达系统”。
有趣的是，类似的“雷达系统”也出现在无脊椎动物身上，比如寒武纪（4.85亿至5.4亿年前）的节肢动物（类似今天的螃蟹和虾）。这表明，尽管脊椎动物和无脊椎动物在演化上走上了不同的路线，但它们独立发展出了相似的感知结构，以应对远古海洋的生存挑战。
科学家开始搞这项研究，可不是为了寻找牙齿的起源，而是想解答一个长期存在的古生物学难题：化石记录里最早的脊椎动物是啥？
科学家向各地的博物馆要了寒武纪的化石标本，打算用CT扫描找找脊椎动物特征的明显迹象。在扫描一块平平无奇的化石时，他们发现了一些疑似牙本质的结构。进一步分析发现，这些结构其实更接近现代节肢动物甲壳上的感知器，即一种帮助螃蟹、昆虫等动物感知周围环境的微小器官。
这一误打误撞的发现，反而揭示了更深刻的规律，即牙齿的演化可能遵循“由外向内”的路径。也就是说，敏感的感知结构先在体表外骨骼上演化出来，后来才被基因工具包“改造”成口腔内的牙齿。
今天的某些生物仍然保留着这种古老特征的“活证据”。鲨鱼、鳐鱼和鲶鱼身上也有类似牙齿的结构，叫小齿，这使它们的皮肤摸起来就像砂纸一样。
等你再次洗牙又酸得皱眉时，不妨想想，这可是4亿多年进化史在你口腔里留下的“雷达系统”。它在提醒你：“注意，有人在碰我的铠甲。”
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