家兔与野生兔形目动物齿列异速生长的进化解耦：揭示体型与牙齿尺寸在进化时间尺度上的非同步变化

这篇研究通过CT扫描数据集（n=302家兔和198野生兔形目）揭示了齿列长度与体型（以头骨/下颌长度为代理）的异速生长规律：在家兔中呈现负异速生长（较小个体牙齿相对更大），而跨物种间呈现等速生长。研究提出牙齿尺寸进化滞后假说，并发现小型家兔品种因相对较大的牙齿和短头畸形（brachycephaly）更易发生牙科疾病，为家畜驯化中的形态进化和兽医临床问题提供了新见解。

　　

摘要

研究团队通过计算机断层扫描（CT）技术分析了302只家兔和20种198只野生兔形目动物的头骨与下颌数据，首次系统揭示了齿列长度与体型代理指标的异速生长规律。家兔群体中，体型较小的个体表现出显著的负异速生长——其颊齿列长度相对更大，而野生兔形目跨物种比较则显示等速生长模式。这一发现支持了"牙齿尺寸进化滞后"假说，即体型变化速率快于牙齿尺寸的进化调整。

1 引言

哺乳动物牙齿与体型的比例关系长期存在争议。本研究聚焦兔形目动物，利用家兔丰富的体型变异（从侏儒种到巨型种）和野生近缘种的对比，探讨齿列异速生长的进化机制。既往研究表明，家养动物中较小品种往往具有相对更大的牙齿，这种现象在犬、猫、马等物种中均有报道，但在跨物种比较中却呈现等速生长。研究假设这种差异反映了两者在进化时间尺度上的解耦——体型可快速响应选择压力，而牙齿尺寸需要更长时间调整。

2 材料与方法

样本来自苏黎世大学动物医院临床CT档案（258只家兔）和文献数据（野生兔形目）。测量指标包括头骨长度（L1：鼻根点到枕外隆突；L2：切齿-上颌过渡点到枕外隆突）、上颌齿列长度（L3）、颌骨宽度等10项参数。采用对数转换的线性回归分析异速生长方程y=ax^b，并通过系统发育广义最小二乘法（PGLS）校正系统发育信号。

3 结果

3.1 头骨与下颌的缩放关系

家兔下颌长度（L7）与头骨长度（L1）呈近等速生长（b=0.95），但上颌与下颌齿列长度呈现显著负异速生长（b=0.72），表明上颌较长的个体下颌齿列相对更短。

3.2 齿列长度的异速生长

跨物种分析显示齿列长度与头骨长度呈等速生长（b=1.06），而家兔群体内呈负异速生长（b=0.61）。野生欧洲兔（Oryctolagus cuniculus）虽表现出相似趋势（b=0.92），但置信区间包含1。下颌数据同样支持这一规律（b=0.50）。

3.3 齿隙与齿列的比例

家兔齿隙长度（L4）与头骨长度呈正异速生长（b=1.24），导致较小个体齿隙相对更短。跨物种比较则显示等速生长（b=1.05），暗示进化过程中齿隙-齿列比例趋向稳定。

3.4 头骨宽度变化

家兔吻部宽度（L5/L10）与头骨长度呈负异速生长（b=0.80/0.59），证实小型品种更趋向短头型（brachycephalic）表型，这与人类偏好"婴儿图式"的驯化选择一致。

4 讨论

研究揭示了牙齿尺寸的进化保守性——其发育在个体发生早期即定型，而骨骼可持续生长至成年。这种发育时序差异导致家养动物短期内难以协调牙齿与体型的比例。兽医临床观察支持这一理论：小型家兔品种因相对较大的牙齿和短头畸形，更易发生咬合不正和牙齿过度生长等疾病。

进化角度而言，跨物种的等速生长暗示存在"最优齿列尺寸"的选择压力。虽然短期内相对较大的牙齿可能提升咀嚼效率（如小型家兔粪便颗粒更细），但长期来看，牙齿拥挤可能成为健康负担。这解释了为何野生种群最终会恢复齿列-体型的等比例关系。

研究为理解家畜驯化中的形态进化提供了新视角，同时警示过度选育小型/短头品种的动物福利风险。未来研究可聚焦牙齿发育相关基因（如胰岛素样生长因子通路）的表达差异，以及咀嚼效率的定量评估。