人類下巴竟是從魚鰓進(jìn)化而來？下巴強(qiáng)壯敏捷有利處理多樣食物

據(jù)最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志刊發(fā)的論文，英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，古人類的第一個下巴從魚鰓進(jìn)化而來，變得強(qiáng)壯和敏捷。研究人員認(rèn)為，咬合的進(jìn)化非常迅速，這被證明對人類和動物至關(guān)重要，因?yàn)樗顾麄兡軌蛱幚砀喾N類的食物。

據(jù)報道，布里斯托爾大學(xué)的研究團(tuán)隊研究了一種呼吸結(jié)構(gòu)如何變成咬合結(jié)構(gòu)。幾乎所有脊椎動物都有帶牙齒的下顎，它們最早是在4億多年前進(jìn)化而來的。

研究人員此前知道，下巴是從鰓弓進(jìn)化而來的，這是魚類中支持其鰓的一系列結(jié)構(gòu)。

專家們發(fā)現(xiàn)，化石記錄中最早的頜骨在最大限度地提高它們的力量和速度之間陷入了權(quán)衡，但每種生物最終都以自己的方式進(jìn)化了。

地球上最快的下巴是捕鼠蟻。

今天，地球上最快的下巴是捕鼠蟻，它關(guān)閉下巴的速度為78至145英里/小時，比一眨眼的時間快2300倍。

最強(qiáng)的是咸水鱷，它們可以以16460牛頓的咬合力關(guān)閉下巴，比人類的咬合力大30多倍。

研究人員收集了化石下巴在早期進(jìn)化過程中的形狀數(shù)據(jù)，并建立了數(shù)學(xué)模型來描述它們的特征。

2015年，一個新發(fā)現(xiàn)的顎骨化石表明，第一個人類祖先大約在280萬年前出現(xiàn)在非洲，比人們想象的早40萬年。

這些模型使研究小組能夠推斷出廣泛的理論顎部形狀，這些理論上的頜骨被測試了它們的強(qiáng)度，如它們在咬合過程中斷裂的可能性有多大，以及它們的速度，它們可以多有效地被打開和關(guān)閉。

研究人員說，這兩種功能是一種權(quán)衡，也就是說，增加強(qiáng)度通常意味著降低速度，反之亦然。這意味著人類祖先必須通過進(jìn)化來找到顎部既強(qiáng)大又快速的最佳方式。

對比真實(shí)和理論上的頜骨形狀發(fā)現(xiàn)，頜骨的進(jìn)化一直被限制在具有最高速度和強(qiáng)度的形狀上。

人類祖先必須通過進(jìn)化來找到顎部既強(qiáng)壯又快速的最佳方式。這些圖片從不同角度展示了在埃塞俄比亞Ledi-Geraru發(fā)現(xiàn)的顎骨。

具體來說，數(shù)據(jù)集中最早的頜骨是極其理想的，隨著時間的推移，一些群體的進(jìn)化已經(jīng)偏離了這個最佳狀態(tài)。這些發(fā)現(xiàn)表明，咬合的進(jìn)化是非常迅速的。

研究人員研究的生物之一是Dunkleosteus，它是一種頂級捕食者，在大約3.82到3.58億年前的泥盆紀(jì)時期稱霸海洋。它可以快速地打開和關(guān)閉下巴，以提供一個強(qiáng)大和致命的咬合。

主要作者、布里斯托爾大學(xué)的博士生威廉·迪肯表示，下顎是嚙齒動物的一個極其重要的特征。它們不僅極為普遍，而且?guī)缀跛袚碛兴鼈兊纳锒家酝瑯拥姆绞绞褂盟鼈儭＿@使得頜骨對于研究功能進(jìn)化的人來說非常有用，來自非常不同的動物的非常不同的下巴可以用類似的方式進(jìn)行測試。

共同作者、同樣來自布里斯托爾大學(xué)的Philip Donoghue表示，最早的有顎脊椎動物有各種形狀和大小的顎，長期以來被認(rèn)為反映了對不同功能的適應(yīng)。研究表明，這種變化的大部分同樣是力量和速度的最佳選擇，使之成為可怕的捕食者。

文/南都記者 陳林

【來源：南方都市報】