牙齿对我们人类的重要性不言而喻。牙不好,就不能冷热酸甜想吃就吃,还可能滋生细菌影响健康。而且,我们人类一生只换一次牙,自儿童期换过恒牙后,一旦牙齿出问题,就只能在现有基础上修补替换,又疼又费钱。不过,有的动物就没有这种担忧,尤其是某些恐龙,因为它们可能几个月就会换一嘴牙。
最近一项发表在国际期刊《PeerJ》的研究发现,1亿年前生活在河南汝阳的泰坦巨龙类恐龙,平均每76天就会换一次牙。
汝阳的泰坦巨龙类恐龙虽然吃素,但它们可不是“吃素的”:就体型来说,它们是世界上最大的恐龙之一。要维持这么大体型可不容易,它们每天都要吃大量的蕨类或者裸子植物,这些坚硬的食物会对牙齿造成很大的磨损。又要吃吃吃保持体格,又要避免磨损的牙齿影响进食,这一类泰坦巨龙类恐龙演化出了“76天就换一次牙”的本领。
来自河南自然博物馆、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和英国伯明翰大学的研究者们,通过研究一块泰坦巨龙类恐龙的左下颌前部化石,发现了这种恐龙换牙的秘密。研究者猜测,对泰坦巨龙类恐龙来说,“长成大块头”的一部分作用,是可以对抗天敌。鲨齿龙类就是泰坦巨龙类恐龙需要面对的恐怖天敌之一。
在这种情况下,河南汝阳盆地的泰坦巨龙类恐龙选择不停地吃,吃成大块头吃出好体格,再加上“龙多力量大”的群居生活,以便在危机四伏的白垩纪更好地存活下来。
别担心,泰坦巨龙类恐龙有对策的。为了避免频繁换牙影响进食,它们演化出了一种特别聪明的间隔换牙模式:每隔一个牙槽换一颗牙。这样换新牙的同时也不影响吃饭。从标本的3D透视图中可以看到牙齿长高迅速,根据这些替生齿的长度,它们明显处于4个不同的生长发育阶段,第1阶段到第4阶段,平均以大约20毫米的长度递增。但是,牙齿的宽度只是略有增加,可以说这是一组“只长高不发胖”的恐龙牙。
泰坦巨龙类恐龙76天就能换一次牙,比起人类是快多了,但在它们的恐龙家族中,这速度只能算个中等生。根据以往的研究,圆顶龙换一次牙只要62天,至于泰坦巨龙类的晚期分支岩盔龙类,只要20天就能换一次新牙。当然,也有一些比泰坦巨龙类恐龙慢,比如腕龙换一次牙要83天,马门溪龙则要98天。
研究者给这个泰坦巨龙类恐龙的部分左下颌化石做了CT,获得三维(冠状面、矢状面、横切面)各层的扫描图像,然后根据无损牙齿的长度来估算牙齿形成时间和替换率。牙齿是动物身体中最坚硬的一部分,比骨骼更能忍受恶劣的保存环境,是古生物学研究的重要材料之一。小小的牙齿封存了有关牙齿主人的微小记录:TA是个大块头恐龙,曾经吃过什么食物,是怎么进食的等等。
研究者根据牙齿的各种特征,可以进一步了解牙齿主人的生活习性甚至生存环境。