圆形进化树显示了幼年（内环）和成年（外环）灵长类动物的头骨生长和相关咀嚼器官的变化。
6岁、12岁和18岁，这是大多数人长出三颗大臼齿（第三大臼齿又称智齿）时的年龄。人类长出这些牙齿的时间比那些“近亲”要晚得多，以黑猩猩为例，它们大约在3岁、6岁和12岁时就已经长出了相同的臼齿。古人类学家一直想知道，这些牙齿为何会在特定的年龄萌发。美国亚利桑那大学和亚利桑那州立大学的科学家们本周在《科学进展》杂志上公布了一项研究，破解了困扰学界许久的难题。
人类是灵长类进化史中的成功典范。一个让人类能如此进化的关键生物学特征就是其独特的成长节奏，包括生长速度、离开母亲的喂养开始独立进食的时间、达到性成熟的时间以及寿命。令人惊讶的是，与这些生物学特性相关的线索大多和牙齿有关，大臼齿突破牙龈时人类的年龄正是其中之一。论文第一作者、亚利桑那大学凤凰城医学院的助理教授Halszka Glowacka说：“人类生物发育的谜团之一便是：臼齿出现和生活史之间的精确同步是如何产生的，以及它是如何被调节的。”
在这项新研究中，Glowacka和同事们一起创建了包括小狐猴到大猩猩等近24种灵长类动物的头骨3D生物力学模型，其中包含它们在整个生长过程中每个主要咀嚼肌的附着位置。当结合颌骨生长速率等细节时，综合模型展示了在不断成长和改变的咀嚼系统背景下，每一个正在萌出的臼齿的精确空间关系以及时间同步性。
研究者指出，该研究确证了两件事：其一，正是生长的面部和生长的咀嚼肌肉之间的精确生物力学关系，导致牙齿发育和成长节奏之间发展出紧密、可预测的关系；其二，人类的臼齿延迟出现是整体生长缓慢、下巴变短及脸部回缩至头盖骨之下等进化的结果。
他们的研究表明，颌骨的发育速度和成年后颌骨的长度和突出程度决定了臼齿的出现时间。现代人类在灵长类动物中是特别的——生长时间长、面部收缩而且齿廓较短。Schwartz说：“事实证明，我们的下巴生长非常缓慢，再加上我们的短脸，延迟了‘安全空间’的可用时间，最终导致我们的臼齿出现得相对较晚。”
研究人员意识到，这项研究将为临床牙科学带来启示。“我们的模型可以帮助人们更好地了解智齿产生的影响。”Glowacka说。
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编译：橘子审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：https://phys.org/news/2021-10-skull-growth-tooth-emergence-reveals.html
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