地大学者揭开恐龙“800颗牙”进化之谜

2022-05-10 09:45来源: 长江日报

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  研究团队在新疆进行科考工作。

  早期角龙(图左)和三角龙(图右)复原图(Nobu Tamura绘)及下颌牙齿形态对比。

  □ 长江日报记者陈晓彤 通讯员程晓龙 陈华文

  人的一生只能换一次牙齿,你知道亿万年前,恐龙的一生都在不停地换牙吗?5月5日,长江日报记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校一项最新研究成果揭露了侏罗纪最早角龙类牙齿进化的“秘密”。

  ■ 三角龙牙齿数量达800颗,每3个月换一次

  哺乳动物(包括人类)一生只能换一次牙齿,乳牙脱落后,恒牙将陪伴我们的一生。而在爬行动物中,牙齿则会以一定的模式不停地进行替换,其一生中会多次换牙,角龙类也是如此。

  中国地质大学(武汉)韩凤禄副教授研究团队联合美国乔治华盛顿大学、中科院古脊椎动物与古人类所、云南大学以及南京古生物博物馆的研究人员,对早期角龙类的牙齿形态和替换特征进行深入研究,并与晚期出现的三角龙进行对比。4月12日,相关文章在国际生物学期刊《eLife》上在线发表。

  据介绍,生活在北美洲的三角龙,因造型奇特而闻名,例如头上长角,有着向后延伸的颈盾。它们的牙齿终生都在替换,并且有着很快的替换速率,它们换一次牙仅需3个月左右。此外,三角龙还演化出了类似于哺乳动物的复杂牙齿组织,这些特征能帮助它们更有效率地咀嚼进食。

  然而,三角龙的“一口好牙”并不是天生的,它的祖先类群并没有这种复杂的牙齿系统。早期角龙的牙齿研究,对于了解角龙类演化过程中这种复杂齿系的起源,具有重要的意义。

  ■ 重建恐龙牙齿3D模型,揭秘古老角龙换牙秘密

  团队成员介绍,对于恐龙的牙齿,我们只能看到齿冠,齿根和替换齿一般都隐藏在颌骨内部。为此,研究人员对三种生活在侏罗纪最早的角龙类,包括当氏隐龙、五彩湾花脸角龙以及杨氏朝阳龙的头骨及牙齿进行了显微CT扫描。通过重建这些牙齿的3D模型,以详细观察牙齿的发育情况。

  研究结果表明,早期角龙类的牙齿替换速率较慢,功能齿数量在40到60颗。而到了晚期的三角龙,牙齿数量进化到了惊人的800余颗,单个牙槽中可达5颗牙齿。这些牙齿终生都在替换,每3个月换一次。

  此外,早期角龙和三角龙的牙齿替换方式也不同:早期角龙类的新牙从旧牙的内部长出,而三角龙中新牙从旧牙的底部长出。三角龙还演化出了类似于哺乳动物的复杂牙齿组织,这些特征能帮助它们更有效率地咀嚼进食。

  ■ 好胃口让三角龙进化出“一口好牙”

  为什么早期角龙类和三角龙的牙齿系统差异这么大呢?团队专家表示,或许是庞大体型背后的好胃口,让三角龙进化出比祖先强得多的牙齿系统。

  早期角龙类体型较小,如当氏隐龙体长仅1.2米左右,而三角龙体长能达到9米左右,体重约12吨,相当于两头成年雄性大象。体型增大导致三角龙对食物的需求也会变大,从而对牙齿有着更高的要求,体型差异是牙齿系统差异的原因之一。

  其次,三角龙的牙齿形态复杂,使得它们能够在口腔内就可以对食物进行充分咀嚼,而早期角龙类的牙齿形态简单,可能只有简单切割植物的功能,无法在口腔内对食物进行充分咀嚼,功能的差异同样也导致了两者牙齿系统的差异。

  此外,在其他相关研究中,在当氏隐龙和另一种早期角龙类鹦鹉嘴龙中都发现了胃石,这说明它们很可能像现代鸟类一样吞咽小石子进入胃中,并通过这些小石子辅助消化,使得牙齿承担的压力更低一些,牙齿的磨损更慢一些,因此有着更加简单的牙齿系统。

[责任编辑:季爽]
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