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中国地质大学(武汉)古生物学者揭秘最早角龙换牙方式

中国矿业报 评论 2022-05-10

  哺乳动物(包括人类)一生只能换一次牙齿,乳牙脱落后,恒牙将陪伴我们的一生。而在爬行动物中,牙齿则会以一定的模式不停地进行替换,其一生中会进行很多次换牙。那么,在亿万年前,恐龙是如何换牙的呢?

  早期角龙(左图)和三角龙(右图)复原图(Nobu Tamura绘)及下颌牙齿形态对比;左下为花脸角龙下颌牙齿;右下据 Hatcher (1907)。

  近日,中国地质大学(武汉)地球科学学院韩凤禄副教授研究团队联合美国乔治华盛顿大学、中科院古脊椎动物与古人类所、云南大学以及南京古生物博物馆的研究人员,深入对比研究了早期角龙类的牙齿形态和替换特征,揭秘最早角龙换牙方式,为研究其进食策略提供了新视角。相关文章已于4月21日在国际生物学期刊《电子生命》(eLife)上在线发表。

  为了研究早期角龙类的牙齿替换,研究人员对三种生活在侏罗纪最早的角龙类,包括当氏隐龙、五彩湾花脸角龙以及杨氏朝阳龙的头骨及牙齿进行了显微CT扫描,并观察到这些角龙类牙槽内牙齿的整体情况;通过重建这些牙齿的3D模型,观察到了功能齿(行使功能的牙齿)和替换齿(新长出但还未行使咀嚼功能的牙齿)的发育情况。

  最早角龙类当氏隐龙头骨照片(上)、牙齿透视图(中)和上颌齿重建图(下)。 黄色为上颌齿、绿色为前颌齿、紫色为下颌齿、蓝色为替换齿。

  这一系列的研究,最终揭示了最古老角龙类换牙的秘密:早期角龙类有着极少的替换齿数量,说明早期角龙不同于晚期出现的三角龙,换牙频率较慢,并且早期角龙类新牙生长的位置也不同于三角龙,三角龙中新牙从旧牙的底部长出,而早期角龙类中新牙从旧牙的内部长出。

  早期角龙类朝阳龙头骨照片(左上)牙齿透视图(右上)及牙齿重建形态(下图)。 颜色同图2。

  为什么早期角龙类和三角龙的牙齿系统差异这么大呢?首先,早期角龙类体型较小,如当氏隐龙体长仅1.2米左右,而三角龙体长能达到9米左右,体重约12吨,相当于两个成年雄性大象,体型增大导致三角龙对食物的需求也会变大,从而对牙齿有着更高的要求,体型差异是牙齿系统差异的原因之一;其次,三角龙的牙齿形态复杂,使得它们能够在口腔内就可以对食物进行充分咀嚼,而早期角龙类的牙齿形态简单,可能只有简单切割植物的功能,无法在口腔内对食物进行充分咀嚼,功能的差异同样也导致了两者牙齿系统的差异。此外,研究人员在当氏隐龙和另一种早期角龙类鹦鹉嘴龙中都发现了胃石,这说明它们很可能像现代鸟类一样吞咽小石子进入胃中,并通过这些小石子辅助消化,使得牙齿承担的压力更低一些,牙齿的磨损更慢一些,因此有着更加简单的牙齿系统。 ( 柯宇铮)

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