有蹄类哺乳动物颌骨生长过程中牙齿变异的适应性调整

《Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution》：Accommodation of Dental Variations During Jaw Growth in Ungulate Mammals

牙齿与颚骨协同生长模式在23种有蹄类动物中的研究，发现幼年牙齿行较长且颚骨较短，成年后相反。反刍动物表现出更高协同性，可能与快速生长和牙齿萌发模式相关。使用几何形态测量学分析牙齿-颚骨复杂体形状变异和共变关系。

　　在哺乳动物中，牙齿与颌骨的生长之间存在密切联系，这种关系在不同的物种中表现形式各异。牙齿的形状和排列对于咀嚼功能至关重要，而颌骨的形态则直接影响牙齿的容纳空间。这一过程中，牙齿的生长模式与颌骨的发育紧密相连，但它们的相对增长速度和形态变化在不同种类中展现出显著的差异。牙齿和颌骨的这种相互作用不仅关系到个体的生长发育，也影响了哺乳动物牙齿形态的多样性，尤其是在咀嚼结构和牙齿磨损方面的适应性特征。

研究重点在于探讨牙齿与上颚（包括腭部）在哺乳动物成长过程中的共变关系。通过分析23种偶蹄目、奇蹄目和跳鼠科动物的颅骨发育序列，研究人员发现了一种普遍存在的生长模式：在幼年时期，牙齿排列较长，而上颚相对较短；而在成年阶段，上颚则变得较长，牙齿排列则相应缩短。这种变化表明，在成长过程中，牙齿和上颚的生长速度和方向存在某种协调机制。然而，这一模式在不同物种中的表现也存在差异，尤其是偶蹄目中的反刍动物（如牛科），它们的牙齿与上颚之间的共变性更强，这可能与其快速的上颚生长和牙齿的快速萌出有关。

在许多反刍动物中，这种共变模式尤为显著。例如，一些反刍动物在中等发育阶段（如第二臼齿萌出）表现出独特的牙齿排列和上颚形态，这可能是由于牙齿和上颚之间的协调发育导致的。尽管这种现象在低冠牙齿和高冠牙齿的物种中都可见，但其背后的原因仍需进一步研究。反刍动物的牙齿萌出顺序和时间可能影响上颚的形态，从而形成特定的牙齿-上颚共变模式。这一发现可能为理解哺乳动物牙齿与颌骨之间的发育关系提供新的视角。

在牙齿和上颚的共变分析中，研究人员还注意到不同物种之间的差异。例如，某些物种的牙齿和上颚之间存在较高的共变性，而另一些则相对较低。这可能与牙齿萌出的时机、牙齿磨损的程度以及颌骨生长的速率等因素有关。牙齿的磨损会改变其形状，进而影响上颚的形态。在一些高冠牙齿的物种中，这种磨损现象更为明显，导致牙齿的形态在成长过程中发生显著变化。

此外，牙齿的萌出模式也会影响上颚的形态。在一些物种中，牙齿的萌出时间较晚，这可能导致上颚的生长相对宽松，从而减少牙齿与上颚之间的共变性。例如，一些偶蹄目动物的第三臼齿萌出较晚，这可能使它们的牙齿与上颚之间的协调性较低。然而，这并不意味着它们的牙齿与上颚之间的关系不重要，而是表明不同物种可能有不同的适应策略。

研究还指出，牙齿和上颚的共变性可能受到遗传因素和发育机制的影响。在一些物种中，牙齿的大小和形状在萌出后变化较小，而上颚则会随着成长不断扩展，以适应牙齿的生长需求。这种现象可能在某些小型哺乳动物中更为明显，它们的牙齿和上颚之间的共变性较强，这可能与它们的快速生长模式有关。然而，这种共变性是否具有普遍性，或者是否在不同进化阶段有所变化，仍需进一步验证。

在牙齿萌出的早期阶段，上颚的生长速度相对较慢，导致牙齿排列较长，而在牙齿萌出后期，上颚则可能迅速扩展，以适应牙齿的生长和磨损。这种动态变化可能在不同物种中表现不同，有些物种的牙齿萌出和上颚生长之间存在明显的协调关系，而另一些则表现出较弱的联系。牙齿的生长和磨损模式对上颚形态的影响可能与物种的食性、生活环境以及生理结构有关。

牙齿和上颚的共变性还可能受到其他因素的影响，例如牙齿的磨损程度和生长速率。在某些高冠牙齿的物种中，牙齿的磨损可能导致其形状发生变化，从而影响上颚的形态。这种现象在反刍动物中尤为明显，它们的牙齿磨损程度较高，导致牙齿形态逐渐变得方正，而上颚则可能相应地扩展，以适应这种变化。这种牙齿与上颚之间的相互作用可能在进化过程中起到了重要的作用，帮助物种适应不同的食物来源和咀嚼需求。

此外，牙齿和上颚的共变性可能还与物种的发育策略有关。例如，某些物种可能表现出更快的牙齿萌出和上颚生长，以适应快速的生长需求。而另一些物种则可能采取较慢的生长模式，以确保牙齿和上颚之间的协调。这种差异可能反映了不同物种在进化过程中形成的适应性策略，以满足其特定的生存需求。

牙齿和上颚的共变性分析不仅有助于理解哺乳动物的生长模式，还可能为研究牙齿形态的进化提供新的线索。通过比较不同物种的牙齿和上颚形态变化，研究人员可以探索牙齿与颌骨之间的相互作用机制，以及这些机制如何影响牙齿的多样性。例如，某些物种可能通过牙齿的快速萌出和上颚的同步生长来适应特定的饮食习惯，而另一些则可能通过较慢的生长模式来维持牙齿与上颚之间的协调。

总体而言，牙齿和上颚的共变性反映了哺乳动物在成长过程中牙齿和颌骨之间的复杂关系。这种关系不仅受到遗传因素的影响，还可能受到发育机制、牙齿磨损和生长策略等多方面因素的调节。研究这一现象有助于更深入地理解哺乳动物的进化适应性，以及它们如何在不同的生态环境中形成独特的牙齿和颌骨形态。未来的研究可以进一步探讨牙齿和上颚共变性的具体机制，以及这些机制在不同物种中的普遍性。