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从不刷牙还没蛀牙？恐龙到底是怎么做到的？人类可以吗？

日期： 来源：科普中国收集编辑：古明地恋

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。

01

“龙”牙：坏了就换让人羡慕

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。恐龙的牙齿在更换时，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，牙本质边缘也有的龋斑。
澳大利亚的一块编号为 AMF98273 的鱼龙化石的一颗前牙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。

02

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，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

03

鱼牙：少见且易被忽视

但确是牙病的“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。

04

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。

参考文献：

[1]Moodie R L. Paleontological evidences of the antiquity of disease[J]. The Scientific Monthly, 1918, 7(3): 265-281.

[2]Kear, Benjamin P. (2001). Dental caries in an Early Cretaceous ichthyosaur. Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology, 25(4), 387–390. doi:10.1080/03115510108619228

[3]Balaguer J, Alba D M. A new dugong species (Sirenia, Dugongidae) from the Eocene of Catalonia (NE Iberian Peninsula)[J]. Comptes Rendus Palevol, 2016, 15(5): 489-500.

[4]Vorbach B S, Wolf J C, Yanong R P. Odontomas in two long-finned ocellaris clownfish (Amphiprion ocellaris)[J]. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 2018, 30(1): 136-139.

[5]WALLIS E, WALLIS C E. ANCIENT AND MODERN DENTISTRY[J]. Science Progress in the Twentieth Century (1906-1916), 1915, 9(35): 500-509.

[6]Bertozzo F, Manucci F, Dempsey M, et al. Description and etiology of paleopathological lesions in the type specimen of Parasaurolophus walkeri (Dinosauria: Hadrosauridae), with proposed reconstructions of the nuchal ligament[J]. Journal of Anatomy, 2021, 238(5): 1055-1069.


出品：科普中国
制作：古明地恋

审核：中国科普博览

本文封面图片来自版权图库
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