健身的大学生▲却长着最脆弱的牙齿：为什么我们的牙齿如此不堪一击？，站在食物链顶端 “把科学带回家”提供许多人都饱受口腔

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许多人都饱受口腔问题的困扰，从龋齿、牙列不齐到智齿阻生，牙齿本是我们身体最坚硬的一部分，却也最容易出现问题。反观其他脊椎动物，即使没有精心进行牙齿的日常养护，它们也很少患有牙科疾病。人类的牙齿为何如此脆弱？这很可能与现代人食谱的变化有关：我们的饮食更精细了，但牙齿还没做好准备。
撰文|彼得·S·昂加尔（PeterS.Ungar）
翻译|郭林
审校|赵凌霞
对许多年轻人来说，拔掉智齿就像是成年仪式。然而从我的专业角度来看，这种“习俗”实在是错的离谱。我是一名牙齿人类学家，同时也是一名古生物学家。在过去的30年余年里，我一直致力于研究现代人、人类祖先以及其他脊椎动物的牙齿。与现代人类不同，大部分脊椎动物都没有牙列不齐或龋齿等牙齿疾病。人类祖先也很少患牙周病或智齿阻生。
事实上，现代人的牙齿处于一个非常矛盾的状态：牙齿是我们身体中最坚硬的部分，但也无比脆弱；牙齿化石能保存几百万年，而我们的牙齿却不能陪伴我们一生；牙齿让我们的祖先在生物圈中占据了优势地位，然而现代人的牙齿却需要精心养护。这种矛盾基本上是在工业时代，才在现代人中出现的。对此，科学家的最佳解释是，使我们的牙齿及颌骨演化至今的食物与现代饮食存在差异。古生物学家很早就明白，我们的牙齿有着悠久的演化历史。而现在，临床研究者和牙医也开始关注这一问题。
悠久的演化史
演化生物学家常常会惊讶于人类眼睛之复杂，认为它是“奇迹般的设计” 。但对我而言，人类牙齿结构的精妙之处远超眼睛。构建牙齿的基本物质，和食物所含的其实是同一类。牙齿具有非凡的硬度和韧性，可以避免裂纹的产生和扩散。这得益于其外层和内部的完美结合：牙齿外层是牙釉质，几乎完全由磷酸钙构成，非常坚硬；牙齿内部含有有机纤维，使牙齿足够坚韧。
不过，牙齿真正的神奇之处在于其微观结构。我们都知道，一根竹签很容易折断，但一把竹签却很牢固。牙釉质中的微晶就像这些竹签一样，它们呈细长的柱状，每根只有人头发的千分之一粗。许多微晶捆在一起，就会形成棒状的釉柱。无数个釉柱平行排列，就组成了牙釉质。经计算，每平方毫米的牙釉质中存在数万个釉柱，这些釉柱几乎垂直于牙本质，并且会扭动、弯曲或交织，正是这种精巧的微观构造赋予了牙齿持久的强度。
这样的设计不是突然出现的，牙齿已经经历了数亿年的演化。
在5亿多年前的寒武纪，地球上出现了最早的脊椎动物——无颌类。这些最原始的鱼类没有牙齿，但科学家在它们的颌部周围发现了一些类似牙齿的鳞板：每一片鳞板都分为内外两部分，有时表面还覆有坚硬的矿化层，鳞板内部则是通有血管和神经的髓腔。很多古生物学家都认为这些鳞片经过自然选择最终演化为牙齿。
第一批真正的牙齿出现在有颌类中，它们出现的时间更晚。这些牙齿形态比较简单，大多长得像尖刺一样，使这些鱼类可以咬住猎物，甚至通过刮、撬、夹等各种方式捕食其他生物。例如棘鱼类（Acanthodians）在4.3亿年前的志留纪就长出了牙齿。不过它们不会掉牙或换牙，牙齿也缺少高度矿化的表层。
一旦牙齿就位，进一步的变化随之到来。在约4.15亿年前的志留纪-泥盆纪界线，肉鳍鱼类（Sarcopterygians）首先出现了釉质层。肉鳍鱼是硬骨鱼的一支，它们演化出了有骨骼和肌肉支撑的鳍。目前认为，它们就是现代四足动物（例如两栖类、爬行类和哺乳类等）的祖先。而同一时期的其他鱼类则缺少釉质层，也缺少能编码釉质形成所需蛋白的基因。