當談論牙齒時 大多數脊椎動物都有相同的基本藍圖，無論牙齒的大小、形狀或鋒利度如何。牙齒通常具有相同的遺傳根源。相似的身體特徵 幾乎總是有一個地方在下巴。
然而，這個假設可能不再成立。研究斑點鼠魚的科學家這是在東北太平洋發現的一種鯊魚。人們發現它的頭上有幾排牙齒。這些牙齒排列在稱為觸手的軟骨結構上，觸手是前額的延伸部分，與章魚哥的鼻子有些相似。
多年來，生物學家一直在爭論牙齒的來源。在考慮牙齒對進食和生存的重要性時，這是一個重要的問題。大多數討論都集中在口腔中的牙齒上。它沒有探索牙齒是否可能在身體的其他部位發育。手杖上牙齒的發現重新引發了爭論。促使研究人員質疑這種特徵可能有多普遍。以及它們揭示了脊椎動物牙齒的歷史。
華盛頓大學星期五港實驗室的博士後研究員卡莉·科恩說：“這一瘋狂且絕對令人驚嘆的特徵推翻了進化生物學中長期以來的假設，即牙齒嚴格來說是口腔結構，並且是下頜外牙齒結構的第一個明顯例子。”
這項研究發表於 美國國家科學院院刊–
鼠魚在普吉特海灣很常見。它們屬於一種稱為嵌合體的軟骨魚。數百萬年前與鯊魚分離。這些魚長至約 2 英尺長，因其細長的尾巴而得名，尾巴約佔其身體大小的一半。只有成年男性的額頭上才會有小鬍子。休息時，它看起來像眼睛之間的一個白色小顆粒，但當抬起來時，它變成一個長滿牙齒的帶鉤和倒刺的附屬物。
雄性使用觸手來展示和工作。他們提高它是為了保護他們的競爭對手。在交配過程中，它們用胸鰭捕捉雌性。並將它們放在一起放在水中
“鯊魚沒有手臂。但它們需要在水下交配，”科恩說。 “它們中的許多人已經發展出結合結構，在繁殖過程中將自己與配偶連接起來。”
斑點鼠魚也利用盆底進行交配。與其他軟骨魚類似。
大多數鯊魚、黃貂魚和鰩魚。身體被小鱗片覆蓋。與稱為小齒的牙齒相似，但除了固定骨盆的上牙外，斑點鼠魚還具有大部分光滑的皮膚。這種不尋常的牙齒缺失讓科學家們質疑到底發生了什麼。它上面的牙齒是否代表了它進化過程中牙齒的殘餘？
在進行研究之前，研究人員會想到兩種可能性。其一是“牙齒”只是小齒的變形。這是我們遠古祖先遺留下來的特徵。另一人說，這是一顆與口腔中發現的牙齒相似的真牙。
“鼠魚有非常奇怪的面孔，”科恩說。它們看起來就像被塞進小蛋黃袋裡的大象。 ”
口腔周圍形成的細胞分佈廣泛。使得在某些時候形成牙齒的細胞群可能遷移到頭部並被卡住。
為了檢驗這些理論，研究人員捕獲並分析了數百條魚。它使用微型 CT 掃描和組織樣本來記錄晶須的發育。雖然鯊魚很難研究，但普吉特灣卻有很多斑點鼠魚。它們經常出現在周五港實驗室（聖胡安島上的威斯康星大學研究機構）周圍的淺水區。他們還將現代大鼠魚與祖先化石進行了比較。
掃描發現雄性和雌性大鼠魚都很早就開始長出觸手。在雄性中，它們由小細胞生長。變成了一個白色的小疙瘩。長在兩眼之間，它附著在控制下頜的肌肉上。最後，它穿過皮膚並導致牙齒生長。在女性中，它不會顯現或礦化。但早期結構的證據仍然存在。
新牙齒在下頜中稱為椎板的組織中紮根。但它從未在其他地方被記錄過。 “當我們第一次看到牙板時，我們的眼睛很高興，”科恩說。 “看到下巴外面的這個重要結構真是令人興奮。”
對於人類來說，恆牙形成後，牙菌斑就會分解。但許多脊椎動物保留了更換牙齒的能力。科恩說，例如，鯊魚有一條用於新牙齒的“持續傳送帶”。皮膚的牙本質 包括斑鼠魚骨盆上的部分。不會有牙層。該結構的鑑定提供了令人信服的證據，證明手柄上的齒實際上是齒。這不是剩餘的牙本質。遺傳證據也支持這一結論。
“脊椎動物的牙齒與遺傳工具箱完美結合，”科恩說。
組織樣本顯示，與脊椎動物牙齒相關的基因在突起中表達。但不是在牙齒上。在化石記錄中，他們還注意到同一動物的鬍鬚上有牙齒的證據。
“我們將實驗數據與古生物學證據相結合，展示了這些魚如何組裝現有的牙齒生產程序，以創造繁殖所需的新設備，”芝加哥大學有機生物學和解剖學教授兼主席、該研究的合著者邁克爾·科茨(Michael Coates)說。
如今，成年雄性斑點鼠魚的指骨上有七到八排鉤狀牙齒。這些牙齒比其他狗更後縮和彎曲。這使得魚兒在游泳時可以互相捕獲。鬍鬚的大小似乎也與魚的長度無關。相反，它的發育與骨盆的發育相對應。這表明遷移組織現在由另一個網絡控制。
“如果嵌合體很奇怪的話，這些牙齒附著在頭部的前部。它會讓你思考牙齒發育的總體動態，”佛羅里達大學生物學教授、該研究的資深作者加雷斯·弗雷澤(Gareth Fraser)說。
鯊魚經常被用作研究牙齒和發育的模型，因為它們的嘴裡有大量的牙齒並且覆蓋著它們的牙本質。但是，科恩補充說，鯊魚的牙齒多樣性只佔歷史記錄的一小部分。 “奇美拉讓我們得以難得一睹過去，”她說。 “我認為我們對脊椎動物的尖刺結構觀察得越多，我們在下頜外發現的牙齒就越多。”
這項研究由國家科學基金會、拯救我們的海洋基金會和星期五港實驗室的內部撥款資助，以支持創新的早期職業研究。
