科普丨《进化的咬痕》:牙齿、饮食与人类起源的故事
牙齿是动物体最坚硬的部位,能在漫长的地质年代中保存下来,而且成分几乎不发生改变。通过研究古生物和古人类的牙齿化石,我们就能了解祖先们在远古时代都吃些什么。皮特·S·昂加尔的《进化的咬痕》一书,通过研究牙齿化石来探究我们祖先饮食的变迁。
一、动物牙齿是怎么进化的?
1.鱼类的牙齿
在5亿年前,一些鱼类率先进化出牙齿。它们的牙齿非常锋利,这样就可以抓咬、刺穿其他海洋生物。牙齿的产生是“进化军备竞赛”的产物,有牙齿的鱼类获得更多的食物,占据了统治地位。
鲨鱼的牙齿
2.爬行动物的牙齿
泰国鳄鱼的牙齿
爬行动物保留了鱼类相似的牙齿结构,他们的牙齿更加粗壮,被称为锥型齿。
3.哺乳动物的牙齿
在2亿年前,哺乳动物出现,为了更好地利用食物中的能量,它们进化出了磨楔式齿,又称为三尖齿,这是最早具有咀嚼功能的牙齿。这种牙齿不仅可以把食物磨碎,还能撕咬、剪切食物。现代各种哺乳动物的牙齿都是从磨楔式齿进化而来,只不过牙齿形态更加复杂。
4.配合牙齿进化的口腔进化
(1)动物的下颌发生了进化,肌肉重新进行了组织,动物的下颌进化出了前后左右移动的本领。
(2)动物进化出了软腭。当嘴中含有食物的时候,软腭就会自动把气管盖住避免被呛到。
二、牙齿化石&古生动物的饮食
1.观察牙齿的外形
斑马的牙齿与牙龈
食草动物要比食肉动物的牙齿平坦,平坦的牙齿有利于研磨坚硬的植被,锋利的牙齿则更适合撕咬肉类。同一物种的牙齿外形,也有可能在进化过程中发生改变。
2.观察牙齿化石微观结构
食物会在牙齿上留下非常微小的刻痕与凹痕。南方古猿的牙齿表面的划痕,既有各个方向的条形刻痕,还有各种形式的凹坑,说明它们吃过各种不同质地的食物。
3.碳元素同位素测量
不同植物碳元素同位素含量不同,动物在吃下不同植物之后,碳元素会成为身体的一部分,碳元素同位素的比例也会不同,这种差别也会残留在骨骼和牙齿化石中,牙齿化石由于质地,不会发生大的改变,可以了解它们的饮食。
亚洲象牙齿序列的稳定同位素分析
三、什么让人类的牙齿和饮食发生了变化?而这又反过来如何促进人的进化和发展?
1.环境是推动牙齿和饮食变化的幕后推手
考古学家推测,大约在几百万年前,全球气候干旱导致森林退化,森林古猿必须寻找和适应新的食物,比如为了吃肉,牙齿就发生了变化。环境就像一个大过滤器,最终把适应性最强的那一批人留了下来。
2.大量食用肉类推动了人类的进化
肉类中含有的丰富营养,推动了大脑的不断进化,使人类的脑容量不断提升。大脑不断进化,也让人类的肠道和牙齿发生了变化。
3.农业社会人类的牙齿发生的三个变化
第一,人类牙齿开始生病了,龋齿大量出现。在工业革命之后,蔗糖等大量精制糖的食用,让龋齿彻底变成了人类牙齿的灾难。
第二,人类牙齿磨损了。混入食物的沙子会在牙齿上留下微小的凹坑。
第三,人类牙齿变小了。有观点认为,这是为了让牙齿咬合面与食物的接触面变小,减少龋齿的概率。
P.S.护牙小妙招
怎么正确刷牙?刷牙更重要的作用是清除口腔和牙齿内的乳酸,让牙菌斑里的细菌失去食物。所以相比于用力,更要注重刷得仔细,每一颗牙齿甚至是牙龈都要刷到,刷牙的时间也有要尽量久一些。晚上睡觉前刷牙,比清晨起床刷牙要重要。
怎么避免牙齿畸形?给牙齿适当的锻炼,尤其是在儿童时期。让孩子适当多吃点硬的东西,锻炼他们的下颌骨,有利于他们长出一口好牙。