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熊牙利!熊貓兇猛!

果殼網_96
・2013/12/20 ・2708字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 480 ・五年級

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文 / 瘦驼

今天好運氣,熊貓要吃雞。吃竹子的大熊貓大家見多了,要是哪天看見它開次葷,簡直比讓老虎吃草還難得。呃,好吧,其實野生老虎也經常吃點兒草,所以,大熊貓開葷也並不罕見。這不5月2日,武漢動物園的大熊貓「希望」就把隔壁翻牆進來的孔雀——好歹也是雞形目的,算是大公雞一隻——給活捉了。(新聞鏈接

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武漢動物園的大熊貓咬住藍孔雀的脖子將其殺死。

世界自然基金會知道了這個事兒可能會有點小不爽,畢竟大熊貓是他們的標誌。WWF在對大熊貓的介紹中這樣寫道:「這是一種平和的,吃竹子的動物」。

其實,要搞清楚熊貓為什麼吃雞,首先要搞清大熊貓的身世,而這得從它的牙齒說起。牙齒,是動物分類學家和古生物學家的最愛,因為他們發現,不同食性的哺乳動物,牙齒的形態和數目差異很大,而同種類動物的牙齒又很相似。更妙的是,牙齒堅固無比,是最容易保存下來的化石標本,這給研究動物演化發展提供了很便利的材料。哺乳動物,除了少數鯨類,成體牙齒的數量都在44個以下,動物學家們把這些牙齒分為四類, 即門齒(incisor)、犬齒(canine)、前臼齒(premolar)和臼齒(molar),它們分別起到了切割、穿刺、撕裂、研磨的功能。動物分類學家會把一種動物的牙齒種類數量用「齒式」表示出來,比如狼的齒式是i.3/3,c.1/1,p.4/4,m.2/3。這表示上下頜每側各有3個門齒,1個犬齒,4個前臼齒和2個上臼齒及3個下臼齒。

大熊貓有兩對鋒利的犬齒,正是這兩對「短刀」曾經多次把試圖與之近距離賣萌的遊客咬傷。而在四川和陝西,也經常有野生大熊貓襲擊家畜家禽的報導。 那這鋒利的短刀是不是哺乳動物中的殺手—食肉目動物的標誌呢?

食肉目,是哺乳動物裡「惡漢」聚集的一個目,豺狼虎豹熊狐獾貂都是它的成員。正如其名,食肉目聚集了哺乳動物裡面大多數的捕食者,它們四肢發達、行動敏捷,特別是擁有尖牙利爪。 養過狗和貓的朋友一定會對他們的食肉目小寵物的那兩對尖利的犬齒印象深刻。雖然很威風,在動物分類學家眼裡,兩對大尖牙並不是將一種哺乳動物劃到食肉目門下的依據,比如跟我們人類同屬靈長目的狒狒就同樣擁有傲人的犬齒。科學家們關心的是上頜最後一對前臼齒和下頜第一對臼齒,所有的食肉目動物,這兩對牙齒各自生出了兩個鋒利的尖端,當它們咬合在一起時,這四個尖恰好像鍘刀一樣可以切碎和撕裂任何堅韌的肌肉、韌帶,這兩對牙齒,也被特別稱作「裂齒」。這兩對裂齒,才是食肉目的標誌。大熊貓擁有典型的裂齒,屬於食肉目是毋庸置疑的。

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現生大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)的頭骨模型,示包括駭人的犬齒在內的各個牙齒。紅色的部分是「裂齒」,右上作為參照的是寵物貂(Mustela putorius furo)的牙齒,它們都是食肉目的成員。

那麼大熊貓是怎樣變成食肉目中罕有的素食者的呢?其實,動物的食性是經常充滿彈性的。大熊貓的所屬的熊科動物和親戚浣熊科動物都有龐雜的食譜,雖然它們都生著一口標準的「肉食牙」,在動物性食物缺乏和其他食物來源充足的時候,這些胖嘟嘟的傢伙會毫不猶豫轉換食譜,所以我們會看到掰玉米的熊瞎子(亞洲黑熊 Ursus thibetanus)和在城市垃圾箱裡討生活的浣熊。 目前發現的最早的大熊貓的祖先—800多萬年前的祿豐始熊貓Ailurarctos lufengensis的牙齒化石告訴我們,這是一種「廣食性」的,體形類似狐狸的動物,不過它的菜單中還罕見植物,因為它的臼齒小而且平滑,還不能有效磨碎粗糙的植物纖維。那時候始熊貓生活在相當於現在整個東亞中南部的溫暖濕潤的中低緯度林地,這裡食物充足生活安逸。不久,冰期來臨,原本廣袤的溫帶和亞熱帶森林面積迅速縮小,退縮到現在廣西雲南貴州和中南半島一隅。 不僅僅是生存空間變小了,始熊貓還面臨強悍的競爭者——那些原本生活在北方的廣食性動物們也被嚴寒驅趕到了始熊貓的地域。

面臨這雙重壓力,始熊貓必須做出選擇,要麼變得更加強悍,要麼尋找新的生存之道。後者是一條「捷徑」,因為無論地球的哪個角落,食譜龐雜的廣食性動物都是「全能戰士」,廣食性動物碰在一起,將會展開全面的競爭。而轉換菜單,就可以避免這種競爭。於是,我們看到200萬年前的小種大熊貓 Ailuropoda microta——這是一種體形如胖狗的動物,已經擁有了粗糙寬大的臼齒,這是食草的標誌。 食草的代價也是巨大的,相比肉食,植物性食物營養匱乏,特別是這個才換了菜單的傢伙還沒有來得及演化出一套適應植物的消化系統。 於是為了滿足生存需要,它們必須不停的吃,我們無法目睹小種大熊貓的生活,不過現存的大熊貓一天要花費12-18個小時進食,吃掉12-38千克的竹子。同時,它們的身體變得更加龐大和近似球形,因為這樣可以降低身體散熱產生的損失。

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200萬年前的小種大熊貓(Ailuropoda microta)頭骨,可見它已經具有了類似草食動物的寬大的臼齒。

100萬年前,秦嶺和雲貴高原都隆起了,這阻擋了來自西北寒冷的風,同時這一時期,全球氣溫也變得溫暖起來。森林再度向北延伸,大熊貓的祖先又得到了充足的生活空間。這時小種大熊貓已經被一種體形比現存大熊貓更大的巴氏大熊貓 Ailuropoda baconi代替。 從牙齒來看,巴氏大熊貓已經十分接近現存的大熊貓,它們的臼齒都具備了寬大於長的「舌側齒帶」和多結節咀嚼面,幾乎是徹底的食草動物。這一時期也是熊貓史上最繁盛的一段,現在的華北、華中和華南都可以見到巴氏大熊貓的痕跡,幾乎在這一時期所有的猿人化石附近都可以找到巴氏大熊貓的化石。

好景不長,一萬年前,又一次小規模的冰期到來,巴氏大熊貓重新退回南方山嶺遮蔽的溫暖峽谷之中。更不幸的是,這一時期,人類繁榮起來。 人類是地球上出現過的最廣食性的動物之一,上至飛禽走獸,下至樹皮草根,人類無一不食。此時巴氏大熊貓已經演化成現今的大熊貓,而且體形開始變小,這往往是物種衰落的先兆。溫順的大熊貓和北方的猛獁象以及新西蘭的恐鳥一樣,這些本已走向衰落的物種在人類弓箭陷阱和鐮刀耕犁的逼迫下,要麼滅絕,要麼即將滅絕。 2000年前,大熊貓在我國的河南、湖北、湖南、貴州和雲南五省還可以見到,那時候人們叫它「貔貅」、「 貘」、「 騶虞」。而今天,除了陝西南部、四川北部和西部面積不到6000平方千米的隱秘山嶺中還有1000多只野生大熊貓,我們只能在動物園見到那些被「馴化」的國寶。

曾經轉換食譜而得以在與其他廣食性動物競爭中生存下來的大熊貓,現在,只能用偶爾咬人抓雞發發「熊」威這種無奈的方法告訴我們,它們也曾有過野性的過去,它們的牙齒,仍然還是鋒利的。

圖片來源:武漢動物園熊貓大咬死孔雀 陳立雲/荊楚網;大熊貓頭骨模型 skull-bones.com;寵物貂牙齒 animalamigo.com;小種熊貓頭骨 中國科普博覽

轉載自果殼網

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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蛀牙懶人包——認識齲齒的發生及正確潔牙方式
careonline_96
・2022/08/09 ・3861字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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  • 文/國防醫學院牙醫學系黃耀慧臨床教授、高雄醫學大學口腔衛生學系何佩珊教授

一、識蛀牙

蛀牙的專業用語稱為齲齒。齲齒大部分看起來呈現黑色或深褐色,一開始的齲齒只在牙齒的表面,若沒有立即移除蛀蝕的齒質,進行齒質填補治療,細菌就會往牙齒深層侵犯。

一旦細菌穿過牙本質感染到牙髓腔(俗稱神經),變成牙髓炎或是牙髓壞死,此時就需要進行根管治療(俗稱抽神經),來解除疼痛和移除病灶。

二、牙齒的結構

一顆牙齒主要可分為牙冠和牙根兩大部份。在牙齦裡面的是牙根,而牙齦以上,一般肉眼可見的就是牙冠。牙冠是由牙釉質(又稱琺瑯質)、牙本質以及牙髓組成;牙根則是由牙骨質、牙本質以及牙髓組成;而牙齒表面可分為外側面、內側面、咬合面和鄰接面。

牙釉質(Enamel):主要由鈣和磷酸鹽組成,是人體最堅硬的組織。牙釉質也是進食時直接接觸食物的部份,幫助咬碎食物以及保護牙本質。牙釉質破損是無法自行修復,因此出現蛀洞(又稱窩洞)後就不能再生,只能靠日常護理及定期的口腔檢查,才能預防或治療。

牙本質(Dentin):一般是偏黃色,會影響到牙齒外觀的顏色。牙本質內有許多微細管道連接著牙髓,因為有這些微細管道,外界的冷、熱、觸覺變化時,會出現疼痛或酸痛的感覺。

牙髓(Dental pulp):是牙齒的中腔部份,屬於軟組織,裡面滿佈血管和神經組織。牙髓可形成新的牙本質和維持牙齒生命,因裡面有痛覺神經,讓牙齒能感覺到物理、化學和細菌的刺激,過度的外來刺激會令牙髓發炎或壞死。

牙骨質(Cementum):位於牙根部的最外層,質地比牙本質稍軟,經由牙周韌帶使牙齒與牙床骨連結,因此被歸類為牙周組織的一部份。牙骨質無神經血管分佈,常常因為牙齦退縮而暴露口腔中。

三、為什麼會蛀牙?

當我們吃甜食、喝含糖飲料或吃醣類食物,如米飯、麵食、馬鈴薯、蕃薯等五穀根莖類;少量來自奶類的乳糖,水果及蔬菜中的果糖及其他醣類時,口腔細菌會分解其中的糖分而產生酸,這些酸會侵襲牙齒表面,造成礦物質(特別是鈣與磷酸鹽)流失,經過長時期的脫鈣過程,在牙齒會出現蛀洞,形成蛀牙。因此,影響蛀牙的四大因素包括:

  1. 牙齒:特別是牙齒的結構、排列。
  2. 細菌:口腔中有好菌也有壞菌,容易形成蛀牙的細菌稱為「致齲菌」。致齲菌與正常菌種的比率、分佈會影響蛀牙形成。
  3. 食物:不是所有的食物都容易造成蛀牙,只有「可發酵性碳水化合物」才是致齲菌可以利用來產生酸性物質的食物。這些食物不只包括甜食、含糖飲料,還包括吐司、白米等。
  4. 時間:需要有足夠的時間,讓牙齒與來自致齲菌的酸性物質作用。

四、蛀牙的進程

放任齲齒不治療,最後的結果可能會造成殘留齒根或缺牙哦!

當我們吃甜食或喝含糖飲料時,口腔細菌會分解其中的糖分而產生酸。這些酸會造成牙釉質的礦物質(特別是鈣與磷酸鹽)流失,也就是「去礦物化」(簡稱「去礦化」),此階段的變化是不會有任何臨床症狀的。去礦化的初期可藉由氟化物的使用,加速口腔內再礦化的效率,使已經發生去礦化的牙釉質恢復原狀。

當去礦化現象持續發展,牙齒的礦物質流失嚴重時,就會使蛀洞(或稱「窩洞」)從牙釉質延伸到牙本質,此時只需要將窩洞填補即可。到了這個階段如果沒有適時處置、放任蛀牙繼續往深部發展時,細菌或毒素會侵蝕牙齒神經組織(或稱牙髓),造成牙齒神經感染、發炎,甚至壞死,此時則需要進行根管治療。

若持續放任蛀牙發展,除了使牙齒內部神經受損外,連牙齒的牙冠結構也逐漸崩壞、瓦解,最後只剩下牙齦底下的牙根結構,即所謂的「殘留齒根」,此時則需要拔牙或製作假牙。

當牙齒神經組織壞死、產生膿腫,或是蛀蝕到只剩下「殘留齒根」時,出現在這些部位的細菌毒素可能會擴展到牙齒根部外的周邊組織,形成「蜂窩性組織炎」,更甚者會順著血液的流動而擴及全身,此時就必須藥物治療或住院了。

五、有效預防蛀牙的方法

(一)減少含糖飲食

當我們吃甜食、喝含糖飲料或吃醣類食物,如米飯、麵食、馬鈴薯、蕃薯等五穀雜糧類;少量來自奶類的乳糖,水果及蔬菜中的果糖及其他醣類時,容易被細菌利用產生酸性物質,因此減少含糖飲食的攝取量及頻率,可以有效降低蛀牙。儘量以開水取代飲料,甜食儘量在三餐飯後吃,吃完了就去刷牙。

(二)確實做好潔牙

每天都要以 1,000ppm 以上的含氟牙膏刷牙,至少 2 次,尤其是睡前的那次最重要。另外,每天至少要以牙線清潔牙齒鄰接面 1 次。

(三)使用氟化物

適當使用氟化物,像是使用含氟牙膏、含氟漱口水、氟碘鹽或是塗氟,可提升牙齒再礦化能力。經過再礦化的牙齒可以提升對酸性物質侵蝕的抵抗力,還可以加速修復因酸性物質產生的去礦化現象,同時氟化物還具有干擾致齲菌新陳代謝與產酸能力的作用。

(四)定期口腔檢查

即使沒有牙痛或不舒服症狀,也要定期檢查,因為初期的蛀牙是不會有疼痛感,通常自己無法察覺,而且越初期的蛀牙,治療的方式越不具侵入性,造成痛苦的經驗越低。

六、正確刷牙方式

建議成人以貝式刷牙法(Bass method)或改良式貝氏刷牙法來進行潔牙,一方面可達到適度按摩牙齦,同時確實清潔牙齦溝,達到預防牙周疾病的效果。潔牙頻率:一天至少二次,睡前一次是必須的,另一次可依個人狀況安排。

  • 貝式刷牙法的重點
  1. 刷毛朝牙根尖並涵蓋一點牙齦
  2. 刷毛與牙齒表面呈 45 度角
  3. 刷牙時兩顆兩顆來回震動約十次
  4. 刷咬合面時,不需要求刷毛角度,前後來回刷動數次即可
  5. 刷前牙內側時,可將牙刷刷頭擺直一顆一顆刷

七、正確使用牙線

牙齒的鄰接面主要靠牙線清潔,使用牙線的方法有兩種:分別是手指捲線操作法(Spool method)與環形操作法(Loop method)。

(一)手指捲線操作法

取牙線長約 45 公分(約大拇指到手肘處長度),牙線二端分別纏繞在雙手的中指上,前牙清潔操作利用大拇指和食指,而後牙則是利用雙手的食指來操作。

二手手指以前後(前牙) 或左右(後牙)拉動,使繃緊的牙線切入越過牙間接觸點後,將牙線輕靠一側牙面從牙龈最低處向咬合面,上下滑動最少 5 次來回,以清除牙面上的牙菌斑。結束後再清潔另一側的牙面。

(二)環形操作法

將牙線前後二端對疊打結三次,連成一大牙線圈。再以上述方法來清潔牙齒。清潔過程中可以變換使用牙線圈不同的位置,以避免重覆使用不潔線段。以環形操作法較簡單,且可改善手指捲線時,雙手中指被牙線緊纏不舒服的感覺。

八、其他潔牙輔助工具

(一)牙線棒

大專學生原則上建議以牙線清潔牙齒的鄰接面,當無法使用牙線時,可以牙線棒替代,但是牙線棒上有食物殘渣或牙菌斑時,就要更換,不可一支用到底,否則容易把細菌帶到另一個牙齒鄰接面。如果牙線棒使用不當時,容易造成施力過大而傷害牙齦。

(二)牙間刷

當較大的牙縫、牙齦嚴重萎縮或是在牙齒矯治期間牙齒表面有矯正器時,才須使用牙間刷進行清潔,原則上還是建議以牙線清潔為主。

(三)牙線穿引器

牙線穿引器是一種牙線的輔助工具,由稍硬一點的尼龍材質製造的水滴狀穿引器,可以將牙線穿引到牙橋的下方和臼齒牙根的分叉處。在製作固定牙橋假牙和牙周病治療後使用。

  • 指導單位:教育部
  • 執行單位:國立臺灣師範大學、照護線上
  • 諮詢專家:國防醫學院牙醫學系黃耀慧臨床教授、高雄醫學大學口腔衛生學系何佩珊教授
  • 諮詢單位:衛生福利部、社團法人中華民國牙醫師公會全國聯合會、台灣口腔衛生科學學會
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為何智齒這麼晚才長出來?——關鍵是「人臉比黑猩猩扁平」
寒波_96
・2021/11/30 ・2587字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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人類小時候會換牙,把乳牙換成恆齒,一旦恆齒長成就會持續使用一輩子。有意思的是,相對於靈長類親戚們,人類長牙齒的年紀明顯比較遲。例如 3 顆大臼齒,黑猩猩長出第一、第二、第三大臼齒的年紀,分別為 3、6、12 歲,人類則是 6、12、18 歲(我們的第三大臼齒就是智齒,不一定會長)。

人類的臉比黑猩猩扁,連帶使得長牙齒也比較晚?圖/Jens Schlueter/AFP/Getty Images

人類牙齒長得慢是為什麼呢,是因為晚熟的人類,發育比較慢嗎?一項新發表的研究認為,人體比黑猩猩的發育慢,是一個原因,不過還有一個關鍵因素不可忽略:人的臉比較扁平

嚼嚼~

探討牙齒發育快慢,要考慮整個口腔

長得快或長得慢,有時候沒那麼直接。乍看之下,人類發育成熟的速度比動物慢,比方說人類和親戚關係相近的吱吱們相比,猩猩、猴子出生後,比人類更快能自己獨立行動,更早長大成「猴」,也更早性成熟。

但是人類的諸多發育特徵,並非總是那麼遲。根據靈長類身體和腦部的比例,可以估計斷奶時間的趨勢;以人類的身體、大腦比例來看,人類斷奶的時間反而還比預期的早。保守說法是,人類有自己的成長節奏。

人類成長比較慢的特徵中,牙齒算是一種。動物臼齒生長的年紀,和生涯呈正相關,探討化石的時候,可以做為生命史(life history)的指標。

牙齒並非單獨存在,而是長在口腔裡面,因此牙齒生長時要配合周遭結構,和口腔環境的發育關係密切。

新研究搜集 21 種靈長類,包括臼齒成長年紀、口腔各種構造的發育、整個身體發育節奏的生命史等資訊,分析其中的關係。

牙齒的成長,可謂口腔中的土木學,各種肌肉、骨頭結構,按照適當的角度、位置組合,才能形成穩妥的結構。圖/參考資料 1

一方面是各種空間構造,例如顳下頜關節(temporomandibular joint,簡稱 TMJ)、內收肌合力平台(adductor muscle resultant vector,簡稱 AMRV)、下頜牙弓長度(mandibular arch length,簡稱 MAL)等數據,另一方面是時程,每顆臼齒開始成長的年紀、對應的生命史等等。

年紀之外,為什麼還要考慮成長階段呢?年紀是絕對的,生命史是相對的。比方說同樣在 5 歲長牙齒,一種動物平均壽命 25 歲,另一種是 50 歲;換算可知,前一種動物是在壽命進行到 20% 的年紀開始長牙,後一種動物卻是 10%。

另一方面,如果同樣在壽命階段的 10% 長牙,能活 30 歲的動物從 3 歲開始,預計壽命 60 歲的動物卻要 6 歲才開始。由此可以看出,同時考慮年紀和生命史,能得知一項指標更完整的意義。

幾種靈長類,長出第一、第二、第三大臼齒、和下頜牙弓結束成長的年紀。圖/參考資料 1

口腔內的臼齒土木學

一番分析發現,和咀嚼有關的肌肉是關鍵。牙齒和咀嚼肌搭配作用,生長時也是如此。臼齒成長要配合咀嚼肌等連繫的構造,周圍結構長成,才能再讓牙齒發育。

長牙跟蓋房子一樣,需要建築空間。準備長牙時,口腔中必需已經存在足夠的空間,才能讓牙齒正常生長,否則有結構安全的問題。

臼齒居住正義!

可以這麼想,如果一種靈長類動物的口腔發育速度快,很快形成足以容納牙齒的空間,長臼齒的年紀會比較小。反過來,要是口腔結構發育速度慢,需要更長的時間才能拉出範圍,便會比較晚才開始長臼齒。

長牙之前,需要先形成足夠的建築空間。圖/參考資料 1

和其他靈長類相比,人類的口腔和嘴巴發育比較慢,原本就會更遲開始長牙。另一重要因素是預計長到多大。

有些動物的口腔較大,空間也比較寬敞,較快能發育出空間裝牙齒。而人類的臉比親戚們扁平,預計能長牙的部位本來就比較窄,所以要更多時間,才能長到足以容納牙齒的空間。

比較人和黑猩猩的臉型,很明顯能看出人的臉突出比較少,或是說比較扁平,尤其是臉下方,下巴周圍牽動的部位。

動動嘴巴,感受咀嚼肌在哪兒?

和黑猩猩等靈長類親戚相比,人類發育時由於臉的延伸比較短,壓縮內部的空間,口腔內可以長牙的範圍比較窄,要花費相對更長的時光,才能形成足夠讓牙齒發育的空間。

綜合兩個因素,一方面是整個口腔生長速度比較慢,另一方面是臉比較扁平,使得人類能開始安全長臼齒的年紀,比其他靈長類更遲。

這項研究的分析對象都是活跳跳的吱吱,沒有包含古人類。不過論文提到,智人臉部縮短、臼齒遲長的特徵,至少在距今 30 多萬年,北非的摩洛哥 Jebel Irhoud  化石中已經能見到,因此推論這是智人演化之路上,相對早期便已衍生的特色。

嚼嚼~

延伸閱讀

參考資料

  1. Glowacka, H., & Schwartz, G. T. (2021). A biomechanical perspective on molar emergence and primate life history. Science advances, 7(41), eabj0335.
  2. A study of skull growth and tooth emergence reveals that timing is everything

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。