
額頭長牙齒?斑點銀鮫顛覆牙齒演化觀念
「這個瘋狂、絕對壯觀的特徵,顛覆了演化生物學中長期以來的假設,即牙齒嚴格來說是口腔結構。」 – Karly Cohen,華盛頓大學博士後研究員。
顛覆傳統認知:牙齒不只長在嘴巴裡
斑點銀鮫(Spotted Ratfish)的額頭竟然長有真正的牙齒,這挑戰了科學界長期以來認為牙齒僅限於口腔內的觀念,為牙齒演化研究開啟了全新的視野。
長久以來,生物學界普遍認為牙齒是脊椎動物獨有的口腔結構,用於咀嚼和處理食物。然而,最近一項驚人的發現徹底顛覆了這個認知:科學家在雄性斑點銀鮫額頭上的「交接器」(tenaculum)上,發現了貨真價實的牙齒。斑點銀鮫是一種軟骨魚,屬於銀鮫目(Chimaeras),與鯊魚在數百萬年前就已分道揚鑣。牠們外型奇特,主要生活在深海,鮮為人知。更令人驚訝的是,這種交接器只出現在成年雄性斑點銀鮫身上,且其上的牙齒並非簡單的齒狀鱗片(denticles),而是具有完整的牙齒結構,包括牙本質和牙釉質等,顛覆了我們對牙齒的既有印象。這項發現挑戰了牙齒僅為口腔結構的傳統觀點,促使我們重新思考牙齒演化的可能性。想了解更多關於斑點銀鮫的資訊,可以在網路上搜尋 “spotted ratfish” 或 “chimaeras”。
交接器是雄性斑點銀鮫獨有的額頭附屬結構,其上發現的牙齒是第一個在口腔以外發現的真正牙齒結構,推翻了牙齒只會在口腔內生長的既定印象。
這個長在額頭上的交接器,其實是一種以軟骨為基礎的結構,只在成年雄性斑點銀鮫身上才會出現。過去,科學家們也曾在魚類的皮膚上發現類似牙齒的結構,稱為齒狀鱗片(denticles),但這些並非真正的牙齒。然而,斑點銀鮫交接器上的牙齒,卻擁有牙齒發育過程中特有的「牙板」(dental lamina)。牙板是一種與牙齒發育相關的組織帶,通常只會在下顎內發現。在人類身上,牙板會在恆齒長出後消失,但鯊魚由於具有不斷替換牙齒的機制,所以牙板會持續存在。在交接器上發現牙板,證實了這些並非普通的齒狀鱗片,而是貨真價實的牙齒。這項發現標誌著首次在口腔以外發現具有完整牙齒結構的案例,對研究牙齒的起源和演化具有重大意義。
雄性斑點銀鮫利用交接器展示其支配地位,並在交配時抓住雌性。交接器上的鉤狀牙齒有助於雄性抓住雌性的胸鰭,確保交配時雙方保持在一起。
那麼,雄性斑點銀鮫額頭上的牙齒到底有什麼用途呢?研究人員認為,交接器具有雙重功能:展示支配地位和輔助交配。雄性斑點銀鮫可能會利用交接器來展示自己的力量和地位,以吸引雌性或震懾其他雄性。更重要的是,在交配過程中,雄性斑點銀鮫會抬起交接器,用上面的鉤狀牙齒抓住雌性的胸鰭,確保雙方在繁殖過程中保持緊密連結。這種行為彌補了牠們缺乏四肢抓握能力的不足,在繁殖上扮演著重要角色。這也顯示了在演化的過程中,生物會發展出各種令人意想不到的結構來適應環境和繁殖需求。
在交接器上發現牙板是一項重大發現,證實了交接器上的牙齒是真正的牙齒,而非變形的鱗片。牙板通常只存在於下顎,它的出現證明了這些牙齒的獨特性。
如前所述,牙板的存在是確認交接器上牙齒真實性的關鍵。牙板是一種組織帶,與牙齒的發育密切相關。通常,牙板只會在牙齒形成的初期出現,並在牙齒發育完成後逐漸消失。然而,在斑點銀鮫的交接器上,科學家們卻發現了清晰可見的牙板結構,這無疑是支持「交接器上的結構是真正牙齒」這一論點的有力證據。這個發現促使科學家們重新思考牙齒發育的機制,以及牙齒在演化過程中可能出現的多樣性。
基因證據:支持牙齒論點
基因分析顯示,在所有脊椎動物中與牙齒發育相關的基因,同樣也在交接器中表現。這些基因並未在魚的齒狀鱗片中表現,進一步證實了交接器上的牙齒是真正的牙齒。
除了形態學上的證據外,基因分析也為交接器上的牙齒提供了強有力的支持。科學家們發現,在所有脊椎動物中與牙齒發育相關的基因,同樣也在斑點銀鮫的交接器中表現。換句話說,控制交接器上牙齒發育的基因,與控制我們口腔中牙齒發育的基因是相同的。更重要的是,這些基因並未在斑點銀鮫的其他皮膚結構,如齒狀鱗片中表現。這項基因證據進一步證實了交接器上的結構是真正的牙齒,而非其他組織的變形。這也暗示著,牙齒的發育可能具有高度的模組化和可塑性,可以在不同的組織和器官中被「重新利用」。
古生物學的啟示:古老的特徵
化石紀錄顯示,交接器上長牙齒並非近期演化出的特徵。在相關的古代物種中也發現了類似的結構,表明這是一種為了繁殖目的而共同選擇的牙齒製造程序。
除了現代斑點銀鮫的研究外,古生物學的證據也為這項發現增添了更多層次。科學家們在古代銀鮫類的化石中,也發現了類似交接器的結構。這表明,交接器並非斑點銀鮫近期才演化出的特徵,而是在銀鮫類的演化歷史中已經存在了很長一段時間。這也暗示著,交接器的功能可能在古代銀鮫類中就已經存在,並可能在不同的物種中扮演著不同的角色。結合實驗數據和古生物學證據,我們可以更全面地了解牙齒的演化歷程,以及生物如何將既有的牙齒製造程序,運用於新的器官和功能。
「我們結合了實驗數據和古生物學證據,展示了這些魚類如何共同選擇一個既有的牙齒製造程序,來製造一種對繁殖至關重要的新裝置。」 – Michael Coates,芝加哥大學教授。
斑點銀鮫額頭長牙齒的發現,無疑是對傳統牙齒演化觀念的一大挑戰。它提醒我們,生物世界充滿了驚奇和未知,我們需要不斷地挑戰既有的認知,才能更深入地了解生命的奧秘。這項研究也為未來的牙齒研究開闢了新的方向,鼓勵我們去探索更多脊椎動物身上可能存在的「口腔外牙齒」。
「我認為我們越是觀察脊椎動物身上帶有尖刺的結構,我們就會在下顎以外的地方發現更多牙齒。」 – Karly Cohen。
University of Washington. (2025, October 16). Scientists just found real teeth
growing on a fish’s head. ScienceDaily. Retrieved October 16, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251015231009.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by University of Washington. Note: Content may be edited for style and length.