你可能不认为自己是鳞状生物，但你嘴唇后方的硬化结构可能另有说法。一项针对世界上最奇怪的动物之一——锯鳐的新分析——支持了牙齿最初出现在大约 4 亿年前古代鱼类的身体鳞片迁移到它们的嘴里时这一观点。
早期的牙齿为有颌鱼类提供了主要的进化推动力。“如果你在进食，除非你在吸入非常小的浮游生物类物质，否则能够抓住口中的物体绝对是有优势的，”瑞典乌普萨拉大学的古生物学家 Per Ahlberg 说，他没有参与这项新研究。 咬合是向前迈出的一大步；Ahlberg 指出，咀嚼是后来才出现的。芝加哥大学古生物学家 Yara Haridy 也未参与这项研究，他说，现在所有有牙齿的动物——从鳟鱼到人类再到鳄鱼——似乎都起源于同一群有颌鱼。
但科学家们对于最早的牙齿的来源存在冲突的观点。由矿化组织（如牙本质或牙釉质）制成的坚硬、保护性的身体鳞片可能已迁移到口腔中——这一假设被称为“由外而内”。或者，牙齿可能是在内部发育的，来自与鳃相同的组织，这一假设被称为“由内而外”。发表在《解剖学杂志》上的这项新的锯鳐研究为“由外而内”的起源提供了新的证据。
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该研究的作者收集了来自已灭绝的锯鳐物种 Ischyrhiza mira 的化石，该物种生活在大约 7000 万年前。他们分析了化石的吻部小齿，即从锯鳐吻部两侧伸出的尖刺，以帮助觅食和自卫。吻部小齿看起来像牙齿，但实际上是专门的身体鳞片。
与之前对已灭绝和现存锯鳐的研究不同，这项研究探测了鳞片坚硬外层（称为釉质样层）的内部结构。“它基本上是[牙齿]牙釉质的原始形式，”Haridy 说。
当研究人员用砂纸和酸刮掉这些鳞片的外层，然后在扫描电子显微镜下观察它们时，他们对发现的复杂程度感到震惊。宾夕法尼亚州立大学古生物学家 Todd Cook 是这项新研究的主要作者，他说，科学家们原本期望看到像许多其他身体鳞片那样的均质结构。 但相反，他们看到了抵抗机械应力的微晶的独特区域。“事实上，釉质样层的整体组织类似于现代鲨鱼牙齿，”Cook 说。
尽管吻部小齿本身并没有变成牙齿——锯鳐的祖先已经有牙齿了——但这一发现表明，像鱼身体表面的鳞片这样的结构具有进化出类似牙齿的内部结构的能力，并且它们可能至少在以前这样做过一次。Cook 说，如此相似的结构不太可能从非常不同的内部喉咙组织中独立发展出来。
“这一发现支持了‘由外而内’的观点，”比利时根特大学的进化发育生物学家 Ann Huysseune 说，她没有参与这项研究。“但我并不感到惊讶——这只是支持该观点的众多论据之一。”
Ahlberg 指出，动物形成鳞片的外层身体组织在其嘴部附近的某个位置与内部组织相遇。但是，在古代鱼类中，两者之间的确切边界很难确定——而这个边界的位置是理解哪种类型的组织首先产生牙齿的关键。化石无法保存大多数软组织，因此研究人员只能推断出此类组织的特性或检查当今的等效物。例如，Huysseune 研究现代斑马鱼的嘴，以更好地了解牙齿的形成和起源。
对于 Ahlberg 来说，很明显外部组织可以产生复杂的、类似牙齿的鳞片。锯鳐研究是该机制在起作用的生动例子。但是，内部喉咙组织或靠近嘴部的混合内部-外部组织可以做同样的事情吗？Ahlberg 说，这仍然不确定。
“由内而外”假说的支持者说，答案是肯定的。Haridy 说，有一段时间，该小组的主要证据是一组鳗鱼状生物，它们显然在喉咙和嘴巴中发育出矿化的牙齿状结构——但在身体的其他任何地方都没有。20 世纪 90 年代和 21 世纪初发表的几篇论文使用这些鳗鱼作为“由内而外”思想的基石，但后来的研究表明，这些结构是该谱系独有的，并且与脊椎动物的牙齿无关。目前，科学家们继续寻找早期原牙的现代类似物和化石化例子。
Ahlberg 说，确定牙齿的起源可能不会立即以任何实际方式改善我们的生活——尽管他提到了一个假设的遥远未来的情景，即人类学会像大多数非哺乳动物那样持续再生牙齿。“但我认为，了解我们的身体是如何形成的，这本身就很有趣，”他说。“这是我们居住的奇特事物，它有非常漫长而奇怪的历史的证据。”