罕见暴脾气鱼：生气时牙齿突发增长之谜

撰文：ELIZABETH ANNE BROWN

杂食性的太平洋蛇鳕（Pacific lingcod）牙齿更换速度惊人，拥有这种“异能”的鱼类不止太平洋蛇鳕一种。

加利福尼亚州阿拉米达东湾区公园区的一条太平洋蛇鳕。这种鱼平均每天能萌出20颗新牙齿，十分惊人。摄影：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

太平洋蛇鳕是一种脾气很坏的杂食性鱼类，嘴巴很大，里面杂乱无章地排列着500多颗牙齿。本月发表在《英国皇家学会学报B卷》的一项新研究显示，太平洋蛇鳕平均每天会萌出或掉落20颗牙齿。

如果人类也有同样的换牙速度，那我们每天会更换一颗牙齿。“果真这样的话，牙套和刷牙就都没意义了，”华盛顿大学生物学教授、该研究的合著者Adam Summers说道。

华盛顿大学研究进食生物力学的博士生Karly Cohen表示，太平洋蛇鳕的牙齿更换速度令人瞠目，她也是该研究的合著者。

“我们现有的关于牙齿更换的研究来自一些奇怪的生物，比如在前额上长出牙齿的鮟鱇，或者一次会掉四分之一牙齿的水虎鱼，”Cohen说道。“它们大多数都有与蛇鳕类似的牙齿。因此，很可能大多数鱼类每天都在大量失去牙齿，然后迅速补充，就像蛇鳕一样。”

多齿的伏击捕食者

太平洋蛇鳕是一种性情暴躁的鱼钓及商业鱼种，成年后约有1.2米长，是一种伏击性捕食者，经常喜欢同类相食。蛇鳕主要分布在北美西海岸，从阿拉斯加到墨西哥下加利福尼亚，对渔民来说，它是非常重要的经济鱼类，很适合做成塔可。

它们的长相有点骇人。“我总是开玩笑说，蛇鳕和我一直都不怎么合得来，”南佛罗里达大学的本科生、该研究的主要作者Emily Carr说道。“我们不得不在水箱的边角贴上胶带，因为当它们看到有人经过时，会试图跳出来……我没有被咬到，但我相信，如果有机会，它们会得手的。”

蛇鳕是贪婪的猎手，能吃下“任何塞进嘴里的东西，” Cohen说道。

实验室荧光下的一条太平洋蛇鳕，它的牙齿清晰可见。摄影：KIMBERLY SCHOENBERGER

“蛇鳕和人类一样，有上下颌，但它们的要更加灵活，可以展开，”她解释道。“打开上下颌，你会发现它们的上颚布满牙齿。”然后，就在喉咙之后食道之前，还有咽颌，这是除口腔颌骨外的另一幅颌骨，由鳃弓演化而来。

当蛇鳕发动攻击时，它的第一副颌骨向前猛攻，把猎物拖进嘴里，然后口腔内的咽颌开始工作，挤压和撕碎猎物。这一捕食策略的成功离不开尖锐的牙齿，而这些牙齿很容易断裂。那么该如何保持强劲的咬合力呢？它们发展出了应对策略，那就是不断长出新牙，很多新牙。

牙齿的宿命

在这项研究中，研究人员使用了一系列染料来创建牙齿生长的视觉时间表。

首先，将20条未成年蛇鳕在装有荧光染料茜素红的水箱中浸泡12小时。茜素红能与牙齿中的钙螯合，将数百个牙齿染成红色。在接下来的10天里，多批未成年蛇鳕被暴露在第二种绿色染料——钙黄绿素中。研究的第一天，原位牙齿保持红色，而后来萌发的牙齿则变成了绿色。

Carr煞费苦心地对每一颗被染色的牙齿进行了统计和分类——被检查的20条鱼总共有10580颗牙齿。

在研究了20条鱼的笑容后，Carr及其团队发现蛇鳕的牙齿逃不过宿命，也就是说每颗牙齿都会在它命定的位置准确萌出，直至掉落。这与其他著名的露齿鱼类相反，比如大白鲨，它们的牙齿从颌后萌出，开始时很小，随着生长向前移动。

研究人员还确定了牙齿更换的热点位置。“这并不是说很大的牙齿会在那里呆得更久，或者很小的牙齿会不断地被替换，” Cohen 解释道。“当蛇鳕咬合时，我们预计的咬合力更大的位置，牙齿更换得更快”。

但是是什么触发了蛇鳕的牙齿更换呢？第二个实验将定期被喂食的鱼和另一组没有任何食物的鱼进行了比较。研究人员发现，它们之间的牙齿更换率没有显著差异。这表明，蛇鳕不会因为牙齿破损而长出牙齿——可能更像人类的乳牙和恒牙，它们的脱落和萌发都基于基因定时器。

Carr说，她发现蛇鳕的牙齿更换速度十分惊人。“有人认为，制造和更换牙齿代价高昂，但我们的研究挑战了这一观点。”在钙含量丰富的海洋中，蛇鳕为保持牙齿锋利而不断更换，这显然是一项值得的投资。

蛇鳕和异类

虽说这种牙齿生长模式在鱼类研究领域非同寻常，但在自然界中可能就是另一番境况了。蛇鳕的牙齿在数量、多样性和锥形形状上都与其他硬骨鱼类非常相似。因此它可以作为不同谱系、不同物种的模型，而牙齿的顺序染色 “真的以一种美好的方式量化了这一点”，加州大学圣地亚哥分校材料科学与工程系教授 Marc André Meyers说道，他研究生物材料，包括鱼的牙齿。

康奈尔大学生态学和进化生物学教授Willy Bemis表示，这项实验的设计颇具创新性，有助于回答长期以来关于像蛇鳕这样的相对正常的鱼类的牙齿更换问题。Bemis主要研究鱼类解剖学，包括牙齿的发育，他并未参与这项研究。

从历史上看，鱼类牙齿的生长和脱落速度很难估计——“例如，对于鲨鱼来说，最好的数据来自水箱底部发现的脱落牙齿的研究，”Bemis说道。由于鲨鱼曾被观测到吃自己脱落的牙齿(也许是为了补充钙)，所以这些数据并不十分可信。

这样一来，蛇鳕的研究工作就成了重中之重，因为它展示了一种可以在其他物种中复制的技术，Bemis解释说。Meyers补充说，他有兴趣对水虎鱼进行类似的研究。

研究结果表明，牙齿可能并不像我们想象的那样不可替代或珍贵万分。不过，可不要告诉牙仙子哦。

（译者：陌上花开）