76天就换次牙，竟然是为了吃吃吃

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。

图为巨型汝阳龙，是泰坦巨龙类恐龙的一种｜参考文献[3]

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。要维持这么大的体型可不容易，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。这块泰坦巨龙类恐龙的部分左下颌化石是2008年于河南汝阳被发掘出来的｜参考文献[1]

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。在此次化石标本出土的地方，研究者还同时发现了大量锋利的鲨齿龙类牙齿化石。鲨齿龙类可是一种凶猛堪比暴龙类的肉食类恐龙，以捕杀泰坦巨龙类恐龙或其它动物为食，占据了当时食物链的顶端。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。

此标本是河南汝阳盆地发现的鲨齿龙类的牙齿，牙冠高度为7厘米，与鲨齿龙（Carcharodontosaurus）最大的上颌牙齿差不多大，牙齿边缘有锋利的小锯齿｜参考文献[2]

等等，有个问题：换牙这么频繁，那岂不是有那么几天没法好好吃饭？

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——这一来自远古的换牙秘密就藏在化石标本里。

亿年后的人类研究者研究这些牙齿化石时发现：前五个齿槽中都含有替生齿，即恐龙的替换牙，这表明泰坦巨龙类恐龙有多次换牙的能力，而且换牙模式是典型的间隔换牙，这样换新牙的同时也不影响吃饭。

标本的3D透视图，这些替生齿处于4个不同的生长发育阶段，例如，最短的牙齿处于第1阶段，而最长的牙齿处于第4阶段｜参考文献[1]

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。

羡慕ing｜ giphy

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。

恐龙牙齿替换率因进化分支而异，兽脚亚目的阿贝力龙科、鸟臀目的鸭嘴龙科，以及晚期分化的泰坦巨龙类的牙齿替换率越来越快。

因此，牙齿替换率可以在一定程度上反映动物的演化位置和亲缘关系。在不同进化位置上的泰坦巨龙类恐龙所处的时代不一样，当时的植物群面貌——也就是泰坦巨龙类恐龙的食物来源也不一样，它们的牙齿结构也随之变化。从全球发现的泰坦巨龙类恐龙牙齿的研究结果来看，越原始的泰坦巨龙类恐龙换牙速度越慢。

一亿多年前的已经灭绝的大恐龙换牙要多少天，现代人是怎么知道的？其实就是做CT（计算机断层扫描），前面我们看到的牙齿3D透视图也是这样得来的。

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。

根据圆顶龙牙齿切片增量线数据推导出的算法，研究者可以计算此次标本牙齿形成时间（天），即，y=-0.0078x² + 2.6771x + 109.44，其中x是牙齿长度，计算出的y就是牙齿形成时间。有了牙齿形成时间，就可以推算牙齿替换率，也就是替换某齿槽中一颗牙齿所需的时间。同一齿槽中相邻两颗牙的年龄相减得出的天数就是这一齿槽的换牙率，三个齿槽换牙率平均就得出了76天这个替换率。

老的牙减去新的牙年龄，例如图中的1牙的年龄（天）减去2牙的年龄（天），可以算出牙齿替换率｜参考文献[1]

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。

这一次研究中的恐龙下颌骨中的牙齿，可以用来判断牙齿主人在恐龙家族的系统发育位置。通过分析牙齿的形状、尺寸、替换牙的颗数等特征，牙齿主人可能属于早期分化的非岩盔龙类的泰坦巨龙形类。

从本土来看，河南汝阳已经发现了4种早白垩世阿普第期至阿尔必期的泰坦巨龙类恐龙，即汝阳黄河巨龙（2007年）、巨型汝阳龙（2009年）、史家沟岘山龙（2009年）、汝阳云梦龙（2013年）。那这个下颌骨化石有可能是其中哪种恐龙的呢？

目前，研究者还不确定牙齿主人具体所属的恐龙种类，不过牙齿主人很可能和岘山龙亲缘关系最近。

这是在河南自然博物馆恐龙厅展出的标本和3D彩色透视模型｜作者提供

这是首次发现早白垩世汝阳泰坦巨龙类恐龙动物群带牙齿的颅骨。对牙齿的分析能让我们人类了解泰坦巨龙类恐龙换牙的秘密，也丰富了我们对汝阳泰坦巨龙类恐龙动物群的认知。通过小小的牙齿，今人能发现远古的蛛丝马迹，但与哺乳动物相比，我们对于爬行动物牙齿生长的研究要少得多。在研究爬行动物牙齿生长的巨型拼图上，这次研究者们又拼上了小小的一块。

作者：常华丽

编辑：毛巾、麦芽杨

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