

在古生物学发掘中,完整的骨骼和化石遗骸通常是明星,但破碎的残骸也能讲述有关古代生物的重要细节。这些来自早期哺乳动物(比恐龙还早)的牙齿和类似獠牙的结构碎片,正帮助研究人员弄清楚这些生物是如何以及何时进化的。
在一项发表在《英国皇家学会学报 B》上的研究中,研究人员收集了来自非洲和美国的异齿龙(一种非常早期的哺乳动物)的疑似獠牙或牙齿的碎块,这些样本来自多个机构。他们将这些类似獠牙的残骸带回实验室,在显微镜下检查其构成。他们想弄清楚这些化石碎片究竟是獠牙还是普通的牙齿。如果是獠牙,那么这个新发现是否会改变我们对獠牙在动物界何时进化的理解?在这个过程中,研究人员意识到他们必须为獠牙下一个正式的定义。
“这是那种每个人都以为自己知道,但实际上并非如此的事情,”该研究的首席作者、哈佛大学动物学研究员 Megan Whitney 说。“就真正的可诊断解剖学特征而言,关于(獠牙)的信息其实并不多。”
Whitney 和她的同事确定了獠牙的三个主要特征。獠牙必须是持续生长的,必须从口中突出,并且必须由牙本质(牙齿内部的物质)构成,而不能含有构成牙齿外层的牙釉质。
当团队查看他们从野外收集的破碎碎片时,他们发现这些零散的部分对于这种研究非常有用。Whitney 和她的团队实际上需要将它们进一步破碎才能进行研究。
“我们的工作很大一部分是收集大量可以进行破坏性取样的标本,”Whitney 说。为了更近距离地观察这些标本,该团队使用了专门的锯具对化石材料进行精细切割,将其嵌入聚酯树脂物质中进行研磨,并将其研磨至适合在显微镜下观察的稠度。
从那里,研究人员能够识别出多种因素,包括它们的年龄以及它们是牙本质还是牙釉质,这对于这项研究尤为重要。而他们发现的结果让 Whitney 感到惊讶。
该团队发现了一些符合新定义的獠牙的标本。但有趣的是,并非所有这些獠牙都来自同一时期或同一祖先。相反,它们似乎是针对不同生物,在不同的时间线上进化的,这被称为趋同进化。
“我以为我们会发现更多拥有真正獠牙的物种,”Whitney 说。“我想说,我震惊地发现(獠牙)至少有几次是趋同进化的。”
此外,研究表明,獠牙的进化需要具备某些因素,包括灵活的牙齿韧带和较低的牙齿替换率(即掉落后重新长出的速度),这有助于研究人员理解当今哺乳动物的獠牙。
将这些遗骸归类为獠牙还是牙齿,并了解它们来自的生物存在的时期以及它们之间的关系,有助于更全面地了解异齿龙的历史,以及今天的哺乳动物的獠牙是如何形成的。
“我们能够利用化石记录来记录这种解剖学新颖性是如何进化的,并且它不是一个清晰、美好的故事,”Whitney 说。“进化并非如此运作。”