出品:科普中国

作者:古明地恋

监制:中国科普博览

今天是世界口腔日,除了关注你的口腔问题外,还有一些口腔问题也非常值得关注,不过它们属于古生物。

猛犸象、霸王龙、巨齿鲨……提到古生物,它们最令我们印象深刻的,除了庞大的体形,可能还有造型独特而又不失威风的牙齿。这些经过自然演化的牙齿也是它们赖以生存和繁衍的关键之一。实际上,牙齿问题在地球上已经存在了数亿年,自从泥盆纪、石炭纪的鱼类拥有牙齿开始,牙齿疾病就一直伴随着动物们。

“龙”牙:坏了就换让人慕,但偶尔也要看牙医

没有什么古生物比恐龙更有名了。恐龙是中生代最繁盛的脊椎动物,曾支配全球陆地生态系统长达1亿4千万年之久,留下了诸多巨大的骨架化石。霸王龙是其中最大的肉食恐龙之一,它们口中大约有 60 颗坚固的锯齿状牙齿,长达30厘米,如同一把凿子,让人望而生畏。

这些巨大的牙齿在恐龙的猎食活动中起到了不可或缺的作用,霸王龙的前牙排列紧密,用于咬住猎物并承受猎物挣扎时的扯动,而侧齿间距更大,用于杀死猎物后撕裂它们的肉。在咬肉剔骨的过程中,牙齿要经受相当大的拉扯、碰撞和摩擦作用,从而出现磨损甚至断裂。

霸王龙捕食一只小的鸟臀类恐龙(模型),可见与人类相比,它们拥有巨大的头部和牙齿。

图片来源:Block Club Chicago

幸好,恐龙有着从老祖宗那里传下来的秘籍——换牙。就像鲨鱼一样,恐龙的牙齿可以再生并更换。在更换时,首先是露在外面的牙冠脱落,包裹在牙龈内部的牙根则被吸收,由新的牙齿取而代之。

多数恐龙更换牙齿的速度非常快,有些成年恐龙两个月就会更换掉全嘴的牙齿,一生更换数千颗以上。如此频繁的更换速度几乎不会给细菌形成龋齿的时间,因此,恐龙这类能换牙的动物的牙齿化石中极少出现牙齿疾病。

牙齿在恐龙口中的状态,它们的替换速度很快(示意图)

图片来源:Adelphi University

但凡事总有例外,这些倒霉蛋倒不是恐龙,而是恐龙的亲戚,沧龙和鱼龙。这些名字里有“龙”的动物都属于同一个类群——蜥形纲,这个类群中的动物都与恐龙一样,拥有换牙的本领,但能换牙也并不代表着高枕无忧。

在比利时博物馆内收藏的一块沧龙头骨上,它的下颌就出现了明显的感染迹象:下颌的一颗牙齿根部附近的骨骼增生并伴有坏死,牙齿的根管似乎充满了细菌,有脓水外溢的痕迹,牙本质边缘也有毫无疑问的龋斑。

澳大利亚的一块编号为AMF98273的鱼龙化石的一颗前牙的内侧也出现了一个清晰的U形空洞,它就像人的龋齿一样,穿过牙釉质层进入下方的牙本质,在内部留下一个空腔,明显与细菌感染有关。

别提了,看着都疼!

鱼龙标本AMF98273的病齿,其中DC所指区域为龋齿腔

图片来源:参考文献[2]

能换牙,为什么还会得龋齿呢?这和它们的不良“生活习惯”有关。沧龙和鱼龙都生活在水中,就像现在的鲸鱼和海豚一样,以水中的鱼类、鱿鱼等为食。为了抓住这些生物,它们的牙齿数量众多,单个牙齿很小,密集地排列在牙槽上,以增大咬住猎物时的摩擦力,防止猎物逃脱。

然而,这种排列方式在牙根之间留下的空间很小,像人类一样,它们的牙齿之间只有一条狭窄的裂缝状间隙,食物残渣十分容易夹在其中。人类都知道塞牙的滋味不好受,而这些水生的动物没有手,更没有牙线,残渣无法清除,只能在牙齿间隙腐烂,为细菌繁殖和引发龋齿提供了空间。

同时,因为它们的牙齿不需要像肉食恐龙那样切割食物,只要咬住即可,磨损较少,不需要频繁更换,因此鱼龙和沧龙换牙的速度也比较缓慢。

残渣丰富,空间狭窄,细菌大量繁殖而又不能通过换牙清除,龋齿的发生也就是理所当然了。发生龋齿的牙齿会失去活性,无法脱落或吸收,终生失去更换的能力。

所幸这两种动物口中都有数百颗牙齿,一颗小牙的损失对它们来说影响并不大,但对于另一种生物——包括人类在内的哺乳动物来说,就不一样了。

兽牙:一生只能换一遍,牙病环身苦连天

猫狗等哺乳动物是人类生活中最好的玩伴,但很少有人知道,它们也会换牙。和人类一样,大部分哺乳动物都具有“双套牙”,即未成年时有乳齿,成年时换成恒齿,也有一些哺乳动物(比如鲸鱼)是单套牙的,即终身不换齿。

但不管是哪种哺乳动物,它们的牙齿数量都是有限的,一套牙齿要伴随它们数十年之久,不发生牙齿疾病的少之又少。而在已经灭绝的哺乳动物中,牙齿出现龋齿和其他问题的病例也不在少数。

人们在猛犸象、乳齿象和欧洲的早期穴居熊的牙齿化石中发现了龋齿。其中,象类的龋齿最为多见,这是因为大象的寿命相当长,细菌有充足的时间腐蚀牙面,引起龋齿。人们在一颗猛犸象化石臼齿的后部牙冠上方发现了一个不规则凹陷,深约6毫米,空腔的口是椭圆形的,横向有3厘米宽,表面呈不规则侵蚀状,这个龋洞相当于人类牙齿的9倍大。

另一颗出现问题的牙齿属于猛犸象的近亲——美洲乳齿象(Mastodon americanus),这颗牙齿在上前方和靠近嘴唇的一面都有龋洞,是左下颌的倒数第二颗磨牙,在咀嚼草料过程中起到重要作用。

有趣的是,这颗牙齿的磨损方式和其他牙齿都不同,靠近嘴唇的一面磨损较少,朝向舌头的一面磨损增加,这说明乳齿象有意识地使用远离龋齿的牙齿位置,表明其在生活时可能曾因为蛀牙而感到疼痛。

同时,这颗病牙的近邻牙齿表面也出现了缺陷,附近的牙龈也发生了增生和改变,显示严重的龋齿已经扩散到相邻的牙齿。这对于人类也是一样,如果惧怕牙医,一旦牙齿疼痛就吃止痛药解决的话,始终没有及时得到治疗的龋齿就会越来越严重,最终引发牙槽骨改变、瘘管等,导致细菌扩散到其他的牙齿,把满口好牙都变成坏牙。

因此,一旦出现牙齿疼痛,最好在消痛后及时治疗,毕竟在麻醉剂作用下,修牙已经不会特别痛了。

美洲乳齿象(Mastodon americanus)

图片来源:WHIO-TV

乳齿象的牙齿,呈宽扁的多尖形态,便于磨碎植物

图片来源:University of Kentucky

哺乳动物出现龋齿的原因也和食物残渣的滞留与发酵有很大关系。古生物的化石记录中最严重的龋齿病例是一只海牛(Manatus senegalensis),它的牙齿序列中有大量龋性的臼齿,这可能与海牛的生活习惯有关。

海牛在吃掉大量植物后,会变得困倦,开始在溪流中小憩,鼻子露出水面。在这段睡眠期间,食物在牙齿间隙中发酵,产生酸类,使健康的牙齿脱钙、软化,细菌趁虚而入,引发龋齿。因为饭后血液会进入消化系统,导致大脑供氧量下降,人会犯困,因此一些人喜欢饭后睡觉。然而,这样对牙齿的危害是很大的。

人在正常睡眠状态中,唾液分泌量会减少,唾液中的碱性物质也会减少,这使得口腔维持酸碱平衡的能力降低。口腔中的pH值随着时间推移而下降,这也就意味着酸性逐渐增强。当pH值降到5.5以下时,牙齿就开始溶解并失去钙质,此时细菌便可进入,引发龋齿。

因此,保持口腔卫生,定期刷牙漱口,尤其是在入睡前刷牙,能够有效地控制口腔中的细菌和酸性环境,预防口腔疾病的发生。

现存的海牛,看背上长草就知道它们不太勤劳

吃饱就睡是对牙齿有伤害的哦~

图片来源:Wikimedia Commons

另一个令人感到不可思议的事实是,在古生物的化石中,牙齿的受伤破裂和磨损等机械损伤很少直接导致蛀牙。在受伤后,有些牙齿最终会脱落,而有些会保持半截固定在牙床上,但却少有因外伤而导致龋齿的化石出现,表明食物在口腔和牙齿上的滞留可能是产生龋齿的主要原因。

这告诉我们,定时刷牙或是饭后刷牙是十分必要的,如果没有食物残渣长期残留,龋齿完全可以减少或避免。当然,也可以使用其他清洁工具,如牙线、牙签、漱口水等。只要没有残渣产生的酸让牙齿软化,龋齿细菌就无处可入。

牙线可以清除缝隙中的残渣,可以和刷牙配合使用

图片来源:Northside Dental Clinic

鱼牙:少见且易被忽视,但却是牙病的老祖宗

与“龙”牙、兽牙相比,鱼牙的存在感就低得多了。鱼的牙齿通常少而小,经常被人忽视,但它们却是最早拥有牙齿的动物,自然也是牙病的老祖宗。

目前发现的时间上最早的牙病记录就是来自二叠纪俄罗斯的一块“牙形石”,它是一种类似于现代七鳃鳗的没有下颌的鱼类,人们在其“牙齿”上发现了寄生虫产生的蚀孔,需要注意的是,蚀孔并不是龋齿。

实际上,因为鱼类寿命短,且牙齿也是可替换的,真正意义上的龋齿在鱼类中极少见到,最常见的牙齿疾病是由于牙齿增生引起的牙瘤。

佛罗里达大学热带水产养殖实验室就曾经“诊治”过患有牙瘤的鱼类,这是一条成年的小丑鱼,在它上颌和下颌唇的最右侧出现了一个肿块,一直在增生,导致其张口进食出现困难,身体状况开始下降。

科学家们对这条鱼进行了麻醉,使用 11 号手术刀刀片去除了肿块,随后进行消毒处理。不久,小丑鱼从麻醉中恢复正常,并在 24 小时内再次开始进食,切下的部分经镜检诊断为牙瘤,这是因为牙齿杂乱无章地增生引起的。

患有牙瘤的小丑鱼,嘴部长了一个包着细小牙齿的瘤状物

图片来源:参考文献[4]

镜检下放大的牙瘤,可见其中牙状物。

图片来源:参考文献[4]

鱼类的牙瘤可能与慢性创伤和刺激有关,因为在小丑鱼的繁殖行为中,它们会在产卵前用嘴清洁产卵基地,导致口腔损伤,因此容易形成病变。鱼类老祖宗也把牙瘤遗传给了人类,但人类的牙瘤一般不会如此严重,只表现为在口腔内部缓慢增大的骨质肿块。

大多数牙瘤都没有症状,如果牙瘤长大到影响生活,也可以选择手术将其摘除。相比于龋齿,这一从老祖宗鱼类那里传下来的牙病发病率低,症状较轻,并不需要太过在意。

结语

尽管文中提到的许多古生物已经灭绝,但它们的牙齿问题却告诉我们保护口腔健康的重要性。在现代社会中,牙齿疾病仍然是一项全球性的公共卫生问题,影响着我们的生活质量和健康。我们可以从古生物学家对化石进行的研究中得出结论,即保持良好的口腔卫生、定时刷牙和及时的口腔检查是预防牙齿疾病的关键。

编辑:孙晨宇

参考文献:

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来源: 中国科普博览

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