來自Nature 雜誌
一種已滅絕的原始海洋脊椎動物擁有已知最鋒利的牙齒結構，其尖端只有人類頭髮寬度的二十分之一，但能夠施加的壓力可以輕鬆與人類下頜相媲美。
這種極其鋒利的牙齒屬於牙形石，一種無頜脊椎動物，它們在大約 5 億年前的前寒武紀時期進化而來，並在大約 2 億年前的三疊紀時期滅絕。這些生物在地球上漫遊的時間比迄今為止任何其他脊椎動物都長——儘管它們沒有下頜，但它們是最早進化出牙齒的生物。
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為了解這些原始牙齒可能發揮的功能，研究人員使用 X 射線建立了來自牙形石物種Wurmiella excavata化石的八個成對食物處理結構的計算機模型。研究小組隨後使用有限元分析（一種常用於模擬物理力對飛機影響的方法）將牙形石牙齒與尺寸相似的蝙蝠臼齒進行了比較。研究結果今日發表於《英國皇家學會學報 B》。
英國布里斯托大學的古生物學家、論文的共同作者菲利普·多諾霍說：“我們想 выяснить 這些精巧的牙齒是如何組合在一起的，以及它們如何發揮攝食功能。”
鋒利且專業化
研究小組發現，牙形石不像哺乳動物那樣，使用基於肌肉力量的機制來處理食物。相反，它們依賴於微小的力量，這些力量由於其牙齒的極端鋒利度以及它們特殊的啃咬方式而變得非常集中。
與垂直閉合（上下運動）的哺乳動物牙齒不同，牙形石牙齒將該動作旋轉了 90 度，從左向右切割食物。“刀片狀牙齒的內角會首先被卡在後面，向前搖動，然後再次分開，”多諾霍解釋道。
但是，超級鋒利的牙齒可能會引起問題。“如果你有鋒利的牙齒，它們更容易斷裂，”多諾霍說。為了克服這個問題，這些動物似乎能夠在它們的一生中重新磨尖和修復磨損的牙齒——這是其他脊椎動物未能進化出的一種能力。
英國萊斯特大學的古生物學家馬克·珀內爾說：“牙形石是第一個‘嘗試’複雜食物處理牙齒進化的脊椎動物。”他補充說，最新的研究成果“揭示了牙形石的獨立譜系。它們在哺乳動物或其他有頜脊椎動物出現之前的數百萬年前，就進化出了包括切割和咬合破碎牙齒在內的牙系。”
這一發現揭示了脊椎動物牙齒的進化。化石化的牙形石牙齒在海洋沉積岩中非常豐富——因此，這種早已滅絕的動物可以為測試不同脊椎動物類群是否獨立地趨同於解決分解食物的相同方案提供許多機會，珀內爾說。
他說，牙形石證明了自然選擇的力量。面對攝食問題，這些小動物儘管生理結構不同，但仍探索了使用與有頜脊椎動物相似的材料和機制進行食物處理。“在某些情況下，牙形石牙齒與其他脊椎動物的牙齒的相似之處非常驚人，但它們也產生了一些優雅而新穎的解決方案，這些方案是為其自身需求量身定製的，”珀內爾說。