撰文：ELIZABETH ANNE BROWN
雜食性的太平洋蛇鱈（Pacific lingcod）牙齒更換速度驚人，擁有這種“異能”的魚類不止太平洋蛇鱈一種。
加利福尼亞州阿拉米達東灣區公園區的一條太平洋蛇鱈。這種魚平均每天能萌出20顆新牙齒，十分驚人。攝影：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK
太平洋蛇鱈是一種脾氣很壞的雜食性魚類，嘴巴很大，裡面雜亂無章地排列著500多顆牙齒。本月發表在《英國皇家學會學報B卷》的一項新研究顯示，太平洋蛇鱈平均每天會萌出或掉落20顆牙齒。
如果人類也有同樣的換牙速度，那我們每天會更換一顆牙齒。“果真這樣的話，牙套和刷牙就都沒意義了，”華盛頓大學生物學教授、該研究的合著者Adam Summers說道。
華盛頓大學研究進食生物力學的博士生Karly Cohen表示，太平洋蛇鱈的牙齒更換速度令人瞠目，她也是該研究的合著者。
“我們現有的關於牙齒更換的研究來自一些奇怪的生物，比如在前額上長出牙齒的鮟鱇，或者一次會掉四分之一牙齒的水虎魚，”Cohen說道。“它們大多數都有與蛇鱈類似的牙齒。因此，很可能大多數魚類每天都在大量失去牙齒，然後迅速補充，就像蛇鱈一樣。”
多齒的伏擊捕食者
太平洋蛇鱈是一種性情暴躁的魚釣及商業魚種，成年後約有1.2米長，是一種伏擊性捕食者，經常喜歡同類相食。蛇鱈主要分佈在北美西海岸，從阿拉斯加到墨西哥下加利福尼亞，對漁民來說，它是非常重要的經濟魚類，很適合做成塔可。
它們的長相有點駭人。“我總是開玩笑說，蛇鱈和我一直都不怎麼合得來，”南佛羅里達大學的本科生、該研究的主要作者Emily Carr說道。“我們不得不在水箱的邊角貼上膠帶，因為當它們看到有人經過時，會試圖跳出來……我沒有被咬到，但我相信，如果有機會，它們會得手的。”
蛇鱈是貪婪的獵手，能吃下“任何塞進嘴裡的東西，” Cohen說道。
實驗室熒光下的一條太平洋蛇鱈，它的牙齒清晰可見。攝影：KIMBERLY SCHOENBERGER
“蛇鱈和人類一樣，有上下頜，但它們的要更加靈活，可以展開，”她解釋道。“開啟上下頜，你會發現它們的上顎佈滿牙齒。”然後，就在喉嚨之後食道之前，還有咽頜，這是除口腔頜骨外的另一幅頜骨，由鰓弓演化而來。
當蛇鱈發動攻擊時，它的第一副頜骨向前猛攻，把獵物拖進嘴裡，然後口腔內的咽頜開始工作，擠壓和撕碎獵物。這一捕食策略的成功離不開尖銳的牙齒，而這些牙齒很容易斷裂。那麼該如何保持強勁的咬合力呢？它們發展出了應對策略，那就是不斷長出新牙，很多新牙。
牙齒的宿命
在這項研究中，研究人員使用了一系列染料來建立牙齒生長的視覺時間表。
首先，將20條未成年蛇鱈在裝有熒光染料茜素紅的水箱中浸泡12小時。茜素紅能與牙齒中的鈣螯合，將數百個牙齒染成紅色。在接下來的10天裡，多批未成年蛇鱈被暴露在第二種綠色染料——鈣黃綠素中。研究的第一天，原位牙齒保持紅色，而後來萌發的牙齒則變成了綠色。
Carr煞費苦心地對每一顆被染色的牙齒進行了統計和分類——被檢查的20條魚總共有10580顆牙齒。
在研究了20條魚的笑容後，Carr及其團隊發現蛇鱈的牙齒逃不過宿命，也就是說每顆牙齒都會在它命定的位置準確萌出，直至掉落。這與其他著名的露齒魚類相反，比如大白鯊，它們的牙齒從頜後萌出，開始時很小，隨著生長向前移動。
研究人員還確定了牙齒更換的熱點位置。“這並不是說很大的牙齒會在那裡呆得更久，或者很小的牙齒會不斷地被替換，” Cohen 解釋道。“當蛇鱈咬合時，我們預計的咬合力更大的位置，牙齒更換得更快”。
但是是什麼觸發了蛇鱈的牙齒更換呢？第二個實驗將定期被餵食的魚和另一組沒有任何食物的魚進行了比較。研究人員發現，它們之間的牙齒更換率沒有顯著差異。這表明，蛇鱈不會因為牙齒破損而長出牙齒——可能更像人類的乳牙和恆牙，它們的脫落和萌發都基於基因定時器。
Carr說，她發現蛇鱈的牙齒更換速度十分驚人。“有人認為，製造和更換牙齒代價高昂，但我們的研究挑戰了這一觀點。”在鈣含量豐富的海洋中，蛇鱈為保持牙齒鋒利而不斷更換，這顯然是一項值得的投資。
蛇鱈和異類
雖說這種牙齒生長模式在魚類研究領域非同尋常，但在自然界中可能就是另一番境況了。蛇鱈的牙齒在數量、多樣性和錐形形狀上都與其他硬骨魚類非常相似。因此它可以作為不同譜系、不同物種的模型，而牙齒的順序染色 “真的以一種美好的方式量化了這一點”，加州大學聖地亞哥分校材料科學與工程系教授 Marc André Meyers說道，他研究生物材料，包括魚的牙齒。
康奈爾大學生態學和進化生物學教授Willy Bemis表示，這項實驗的設計頗具創新性，有助於回答長期以來關於像蛇鱈這樣的相對正常的魚類的牙齒更換問題。Bemis主要研究魚類解剖學，包括牙齒的發育，他並未參與這項研究。
從歷史上看，魚類牙齒的生長和脫落速度很難估計——“例如，對於鯊魚來說，最好的資料來自水箱底部發現的脫落牙齒的研究，”Bemis說道。由於鯊魚曾被觀測到吃自己脫落的牙齒(也許是為了補充鈣)，所以這些資料並不十分可信。
這樣一來，蛇鱈的研究工作就成了重中之重，因為它展示了一種可以在其他物種中複製的技術，Bemis解釋說。Meyers補充說，他有興趣對水虎魚進行類似的研究。
研究結果表明，牙齒可能並不像我們想象的那樣不可替代或珍貴萬分。不過，可不要告訴牙仙子哦。
（譯者：陌上花開）
