图片:圆形的进化树显示了幼年(内环)和成年(外环)灵长类头骨的头骨生长和相关的咀嚼器官的变化。这项研究包括猿类和人类(蓝色箭头)，中美和南美猴子(粉色箭头)，亚洲和非洲猴子(绿色箭头)，狐猴和懒猴(黄色箭头)。
图片来源:H. Glowacka和G.T. Schwartz
六，十二，十八。在这个年龄段，大多数人的三颗臼齿或大臼齿都长在口腔后部。这些牙齿长出来的年龄比我们的近亲黑猩猩要晚得多，黑猩猩在三岁、六岁和十二岁的时候才长出这些臼齿。古人类学家很长时间以来一直想知道，人类的臼齿是如何以及为什么会在这些特定的年龄出现在口腔中，以及为什么这些年龄与现存的猿类相比如此延迟。亚利桑那大学和亚利桑那州立大学的科学家们本周在《科学进展》杂志上公布了一项研究，他们认为这项研究最终破解了这个问题。
人类是不同寻常的灵长类动物。我们非常聪明，非常善于社交，非常足智多谋，有能力的学习者，有技能的教师，因此，我们是一个非凡的进化成功故事。我们生物学的一个关键方面允许这些组件的进化的人类经验是我们独特的生活历史,或整体的生活节奏,包括我们的成长速度,多久我们依赖母亲的营养支持,需要多长时间我们达到性成熟,和我们住多久。令人惊讶的是，我们人类生物学的大部分线索都与我们的牙齿有关。
一个与生长速度和生活史密切相关的牙齿特征是我们成年臼齿穿过牙龈线的年龄。几十年来，进化人类学家一直在利用一种非常紧密的关系——这种关系存在于所有灵长类动物中——在成年臼齿进入口腔的速度与整个生活节奏之间。例如，现代人类成长非常缓慢，有着非常漫长的生命历史，成年臼齿的出现非常晚，比任何其他现存或灭绝的灵长类动物都晚。
亚利桑那大学凤凰城医学院的首席作者兼助理教授Halszka Glowacka说:“人类生物学发展的一个谜团是，臼齿出现和生命史之间的精确同步是如何产生的，以及它是如何被调节的。”
格洛瓦卡和古人类学家加里·施瓦茨(Gary Schwartz)本周发表了他们的研究，提供了第一个明确的答案——人类起源研究所的研究员、人类进化和社会变化学院的教授正是面部生长和咀嚼肌肉之间的协调决定了成年臼齿何时何地出现。只有在创造了足够的“机械安全”空间时，这种微妙的舞蹈才会导致臼齿的生长。“提前”长出来的臼齿在咀嚼的时候会破坏整个咀嚼器的调节功能，对下颌关节造成损害。
在这项研究中，格洛瓦卡和施瓦茨创建了头骨的3D生物力学模型，包括从小狐猴到大猩猩等近24种不同种类的灵长类动物在整个生长过程中每个主要咀嚼肌肉的附着位置。当结合这些物种下颌生长速率的细节时，他们的综合模型揭示了在生长和移动咀嚼系统的背景下，每一个新臼齿的精确空间关系和时间同步。
作者指出，这项研究确立了两件事——它令人信服地证明，正是生长的面部和生长的咀嚼肌肉之间精确的生物力学关系，导致了牙齿发育和生活史之间紧密而有预测性的关系，它揭示了我们物种的延迟的臼齿出现时间表是整体生长缓慢的进化的结果，加上短下巴和缩回的脸——这些脸位于我们的脑壳之下。
他们的研究表明，上颚的发育速度和成年后上颚的长度和突出程度决定了磨牙的出现时间。现代人类在灵长类动物中是特别的，因为我们长时间的生长和收缩的面部和短的齿廊。
“事实证明,我们的下颚生长非常缓慢,可能由于我们的整体放缓生活的历史,结合我们的短脸,延迟当机械安全的空间——或“甜蜜点”——如果你愿意,我们很晚导致年龄在摩尔出现,”施瓦兹说。
格洛瓦卡说:“这项研究提供了一个强有力的新视角，通过这个视角，我们可以观察到牙齿发育、头骨生长和成熟轮廓之间长期以来已知的联系。”
研究人员计划将他们的模型应用到人类头骨化石上，以回答关于我们的祖先化石何时首次出现下颚生长迟缓和臼齿发育迟缓的问题。
他们也意识到，在这项研究中采取的方法可能对临床牙科有影响。格洛瓦卡指出，因为臼齿是在面部发育到一定程度并出现最佳位置时才会出现的，“该模型的更精细的细节可以在更多的样本中探索，以帮助理解人类阻生智齿的现象。”
杂志
科学的进步
方法的研究数据/统计分析
研究的主题不适用
文章标题臼齿涌现与灵长类生活史的生物力学视角
文章出版日期6 - 10月- 2021