象牙是怎麼來的？為甚麼只有合弓綱或者哺乳動物才會長象牙？

小山一般的深蛆 加上長長的象牙 就繪成了陸生動物最壯觀的場景 其實類似於大象的這種長牙 在哺乳動物中並不罕見 海象、猶豬都演化出了長獠牙 仔細觀察的話你就會發現 河馬的獠牙也非常的長 只不過它們藏在了大嘴裏 一般我們是看不到的 但是離開了哺乳動物的類羣 畫風就變了 長着長獠牙的動物突然就沒了 已知的無論是魚類、鳥類 還是爬行動物 都沒有成員長着長長的獠牙 似乎類似於象牙的這種結構 僅侷限於哺乳動物中 那到底是什麼原因 導致了只有哺乳動物 才能演化出類似於象牙的這種結構呢 2021年10月27日 發表在英國皇家學會學報B上的論文 給了我們最終的答案 首先我們要弄清楚 象牙或者說長獠牙 它到底是個什麼東西 文章的作者做了個總結 一個類似於大象的長獠牙 有以下四個特點 第一 這兩個條件都滿足的情況下 獠牙才能不斷長長 剩下的兩個特點和獠牙的結構有關 有了這個相對精確的描述 我們就可以來找一下 在哺乳動物之前 最多樣的長出獠牙的動物到底是誰 那當然要數二次獸類了 二次獸類主要生活在2.7到2.0億年前 它們雖然不屬於哺乳動物 卻是孕育出了哺乳動物的 合工鋼的老前輩 上顎突出的獠牙 是二次獸類最明顯的特徵 這裏要稍微說明一下 二次獸類的獠牙是從犬齒位置下來的 象牙則是大象門齒特化的結果 但是這些區別對長牙的長程影響不大 我們不去管它 研究人員對來自10個不同物種的 19個二次獸的標本 進行了骨組織學的研究 重點就查看這些二次獸的 這些薄如紙的牙齒化石切片 是否有着持續生長的證據 結果顯示呢 儘管衆多不同種類的二次獸類 大多數都長有獠牙 但是這些長牙的微觀結構細節 卻各不相同 來自於南非 南極洲 贊比亞 和坦桑尼亞的二次獸標本的組織薄片 還顯示出了 這些二次獸的牙齒 與人類的牙齒是很類似的 它們減少了全齒位置的替換牙齒的數量 並由軟組織附着到了牙齒上 這是哺乳動物獨有的特徵組合 哺乳動物只會用成年的牙齒替換一次乳牙 而其他的脊椎動物 比如說鯊魚 它們的牙齒是可以不停的替換的 在連接上呢 我們的牙齒是通過軟組織 或者韌帶附着物嵌合在合骨上的 而大多數的脊椎動物的牙齒 是通過強直附着在合骨上的 它們的骨骼與牙齒的硬組織是融合的 這些限制條件呢 就使得哺乳動物無法像鯊魚等脊椎動物一樣 有着可以無限替換的牙齒資源 爲了生存 你就必須在牙齒的利用上下功夫 不斷生長的牙齒就可以讓哺乳動物繞過 它們無法更換牙齒的這個劣勢 相對的呢 材料就開始在同一個牙齒上沉積 日積月累下 牙齒就開始移出口腔以發揮作用 研究人員還發現 真正的象牙或者說獠牙的演化 只發生在二齒獸類進化的後期 那麼長獠牙在二齒獸中到底是怎麼演化出來的 早期的恆光獸成員比如說翼齒龍 它們依舊保留着原始的牙齒狀態 它們的牙齒是會頻繁更換 而且是固定附着的 並且由完整的幼質覆蓋 到了十二齒獸時期 情況就開始改變了 它們的牙齒替換開始減少 這種變化呢 在雙齒獸數等早期的恆光獸成員上也發生了 接下來呢 三類新的恆光獸族羣就完成了下一階段 它們在降低替換頻率的同時 牙齒的固定的附着就被永久的骨後凹所取代了 最後在水龍獸它們身上 真正的獠牙開始成型 長長的獠牙呢就懸在永久的後牙凹上 牙本質則不斷沉積和噴發 協助獠牙來成長 事實上儘管二齒獸類是陸地上最豐富最多樣化的獸族之一 它們確實也是以長牙著名 真正演化出類似象牙結構的二齒獸類只有水龍獸它們這一小撮 但就是這一小撮二齒獸類開啓了一扇新的大門 不斷增長的獠牙不僅幫助獸族克服了換牙次數有限這一弱點 同時在防禦競爭挖洞乃至於性選擇方面大發神威最終孕育出了路上最壯觀的長牙王朝