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吃得太冷会牙痛?要怪这些寒武纪的鱼将外骨骼演化成了牙 | Nature

环球科学科研圈  · 公众号  · 科研  · 2025-05-27 12:05

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(Neil Shubin) 说道,“我们发现,像鲎这类披甲的无脊椎动物同样需要感知世界,有趣的是它们碰巧也演化出了相同的解决方案。”



扫描之夜的发现


雅拉· 哈里迪 (Yara Haridy) 是舒宾实验室的博士后研究员。她在开展该项目之初并未打算研究牙齿的起源,而是希望解答古生物学另一个悬而未决的难题:化石记录中最早的脊椎动物是什么?哈里迪在全美多家博物馆收集了寒武纪时期的化石标本,希望通过 CT 扫描技术探寻脊椎动物特征的蛛丝马迹。


至少在较晚期的鱼类中,脊椎动物的一个标志是齿突 (odontodes) ,这是动物外甲的一个凸起结构,它的内部存在齿质。哈里迪收集了数百件标本,有些是仅能用牙签尖端挑起来的微小碎片。随后,她将这些标本送至阿贡国家实验室,利用先进光子源进行了通宵的扫描,获取了化石的极高分辨率 CT 图像。"那是在粒子加速器旁工作的一夜,非常有趣。"哈里迪回忆道。


随着研究人员开始观察扫描图像,一块名为 Anatolepis 的寒武纪化石样本似乎显示出脊椎鱼类的特征。其齿凸结构下方存在一系列充满某类物质的小管或孔洞,这些物质携带齿质的化学特征。如果这种古生物确属脊椎动物,那这份标本将把脊椎动物的化石记录提前数千万年。


古鱼类 Astrapsis 齿凸结构的 CT 扫描成像。绿色部分为充满齿质的小管结构,该物质同样构成现代牙齿的敏感内层(牙本质)。红色部分为血管系统,动物生前,其中容纳着传递感觉的神经组织。 来源 Yara Haridy


“我们当时互相击掌欢呼,‘天哪,我们终于做到了!’”哈里迪说,“这可能是寒武纪脊椎动物组织中出现的首个类似牙齿的结构。因此,当我们在化石中看到类似齿质的确凿迹象时,我们非常兴奋。”


当然,他们需要对此进行确认,于是开始分析哈里迪扫描的其他标本图像。他们的甲壳和骨骼标本库涵盖了从其他古代化石到现代螃蟹、蜗牛、甲虫、藤壶、鲨鱼、鳐鱼的各类生物,还包括哈里迪本人在水族箱中饲养的 下口鲶 (俗称“清道夫”)。







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