下载客户端

谁能想到，害你牙疼的元凶，竟是4亿年前的远古鱼类

2026-04-23 15:52

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

听全文

CT 扫描鳐鱼显示其皮肤上坚硬的牙齿状结构（橙色部分）。（图片来源：芝加哥大学）

在寒冷的冬日，当你咬下一口冰淇淋，那瞬间传来的刺痛感让你不禁皱眉。芝加哥大学的研究团队近期发表在《自然》杂志上的一项突破性研究揭示了一个令人惊讶的事实：这种我们都熟悉的牙齿敏感性，竟然可以追溯到4.65亿年前远古鱼类外骨骼上的感觉系统上，这一发现彻底改变了我们对牙齿起源的理解。

牙齿的秘密：藏在釉质下的“活体电路板”

要理解这场跨越4.65亿年的进化奇迹，我们先得拆解牙齿的构造。想象你的牙齿是一座微型堡垒，由四部分组成，其中最外层的牙釉质是人体最坚硬的物质，而内层的牙本质才是真正的“核心”。

牙本质看似普通的淡黄色组织，实则暗藏玄机。显微镜下，它的内部布满直径仅1-3微米的放射状管道（牙本质小管），每平方毫米就有数万条。每条管道中都延伸着造牙本质细胞的"触手"，末端连接着神经纤维。当冷热刺激穿透釉质防线，牙本质小管内的液体就会产生微小流动，像按下警报按钮般触发神经信号。

显微镜下的的牙本质小管。（图片来源：维基百科）

这种精妙设计解释了为什么蛀牙到达牙本质时会突然敏感：原本被釉质屏蔽的"生物电路"突然暴露，所有环境信号都化作尖锐的痛觉。古生物学家长期以来一直怀疑牙齿是从古代鱼类外骨骼进化而来，但无法确定它们共同的功能目的。

最近根据发表在《自然》杂志上的一项研究表明，牙本质同时存在于奥陶纪时期早期脊椎动物鱼类的外骨骼和人类牙齿中，被早期鱼类当作探测器，以此来帮助它们感知水环境中的状况。

远古装甲的秘密：一场跨越4.65亿年的科学侦探故事

对吸口鲶鱼的齿状结构的扫描显示神经（绿色部分）可将感觉信息从齿状体传递到神经系统。（图片来源：芝加哥大学）

在4.65亿年前的古老海洋，各种生物在掠食者环伺的危险环境中求生存。芝加哥大学的研究团队发现，当时一些鱼类进化出了坚硬的外骨骼作为保护层，但这种“装甲”也带来了感知障碍，就像穿着厚重盔甲的骑士，难以感受外界温度和触感。

为解决这一问题，这些古代鱼类在“装甲”表面发展出特殊的感觉结构，包含一种称为牙本质的物质，能将外部环境信息传递给内部神经系统。令人惊讶的是，这种牙本质今天仍存在于我们的牙齿中，是牙齿敏感性的关键因素。

对 Astrapsis（一种古老的无颌脊椎动物）的齿状结构进行 CT 扫描显示，它的小管（绿色部分）充满了牙本质，这也是现代牙齿的敏感内层。（图片来源：芝加哥大学）

研究者雅拉·哈里迪最初并非为了寻找牙齿起源，而是想确定化石记录中最早的脊椎动物。她使用CT扫描研究一种名为Anatolepis的已灭绝无颌鱼属化石时，发现其外骨骼下方有小管状结构，看似含有牙本质。

然而，进一步比较后，研究团队发现这些结构实际更像现代节肢动物壳上的感觉器官，意味着Anatolepis是古代无脊椎节肢动物而非脊椎动物。

这一意外发现揭示了脊椎动物和节肢动物分别独立进化出相似感觉系统的"趋同进化"现象，也展示了科学研究中自我修正的真实过程。它不仅纠正了分类错误，更重要的是解释了为何我们的牙齿对温度和压力如此敏感：因为它们保留了祖先鱼类用来感知外部环境的古老机制。

在牙齿里触摸生命长河

电影《2001太空漫游（2001: A Space Odyssey）》剧照

牙痛的不适感是远古海洋中鱼类祖先留下的遗产，是生命适应环境的漫长旅程中的一个小小见证。这种连接过去与现在的视角，让我们对自身的生物特性有了更深的理解。我们不仅是现代人类，也是一个漫长进化链条中的一环，携带着来自遥远过去的生物记忆。就像《2001太空漫游》中黑石碑启示文明飞跃，远古鱼类的一枚鳞片，或许正是解开生物感知奥秘的钥匙。