你是否曾经想过，你的牙齿除了能帮助你咀嚼食物之外，还保存了许多秘密？
没错，牙齿能够揭示我们的行为和健康状况，食物残渣、细菌、DNA都在诉说着一切。这本书所要介绍的，就是牙齿能够为我们讲述的那些故事。
牙齿这个我们每一天都会用到、再熟悉不过的器官，与我们人类的进化、发展与行为习惯密切相关。它是精密复杂的时间机器，记录了生命的成长、饮食习惯以及演化的历史，就像大树的年轮一样清晰可见。大到人类祖先是怎样生活的，他们有怎样的饮食习惯，小到女性个体诞育下一代的时间趋势，这种“生物钟”是如何演化的……这些都能够从我们对古人类牙齿化石的发现和分析中破解一二。与此同时，牙齿还承载了我们人类在文化方面的演化痕迹，而且这种演化此时此刻依然在发生。
为了让这些神秘的化石“开口说话”，学者们付出了大量的艰苦努力。对牙齿的研究甚至提供了一种估算年龄的方法，它比任何其他的法医技术都更为强大。而且，我们甚至能够通过对牙齿的研究而对未来人类的模样做出一些预言呢。
听，牙齿要开始讲它的讲述了。

程孙雪子，中国地质大学（北京）古生物学专业硕士研究生，目前于澳大利亚国立大学就读科学传播专业。喜欢大自然，与动物结下不解之缘。先后陪伴过高傲冷艳的喵星人、忠诚可爱的大汪小汪，以及其他各种小动物。在这个过程中，她真切地体会到，身边的动物虽性格迥异，但个个善良美好。希望借由翻译让大家像作者一样爱上动物、善待动物。

导语：为什么是牙齿
第一篇 发育
1.显微镜、细胞和生物节律
2.纵观全局：出生、死亡，以及中间的一切
3.危机四伏：压力、疾病和演化失调
第二篇 演化
4.从鱼到灵长类的转化
5.从弱小到强大：人类的起源与演化
6.人类生长发育的演化视角
第三篇 行为
7.古人类的饮食习惯
8.牙齿——工具、警示和导航装备
9.改造牙齿的漫长历史
结语：牙齿所预言的未来
致谢
注释

为什么是牙齿？
每当告诉别人我是专门
研究牙齿的生物人类学家时
，对方总会表现出一点儿礼
貌的怀疑。可能是怕我突然
检查他们的口腔护理情况吧
，有些人很快就会把话题转
移到其他方面，例如我教哪
些班级，或者人类是否仍在
演化等。我也会快速回避很
多问题，例如牙齿包含着一
切有关生长、健康及饮食历
史的信息，以及我们的演化
历史等。（对了，我们确实
仍在演化，书中后面的内容
会讲到。）不可思议的是，
我们童年中的每一天都像化
石一样在牙齿形成的过程中
保存了下来。这份记录从出
生前开始，能够持续数百万
年。当然，前提是我们的一
生中不会对牙齿造成任何磨
损。过去的人类会迅速磨损
门齿，它们会在中年期甚至
青年期表现出严重的损耗。
那么，牙齿到底讲述了
怎样的故事呢？法国古生物
学家乔治·居维叶曾提出一
个很著名的观点：“让我看
看你的牙齿，我就能说出你
是谁。”1作为比较解剖学之
父，居维叶帮助建立起了结
构形态与功能的联系。狮子
尖利的牙齿在刺穿动物猎物
时非常有用，而以种子为食
的猴类则长有钝平的臼齿，
能够有效压碎并研磨坚硬的
物体。古生物学家能利用现
生动物的解剖结构和行为来
推断已灭绝物种的饮食结构
，从而仅从牙齿就能判断其
主人的身份。
由于个体生命早期的细
节都永久地保存在牙齿中，
居维叶还无意中指出了牙齿
更深层次的真相。和其他任
何身体结构不同的是，牙齿
能够记录下生物体各种各样
的生理节律，其周期可短至
8～12个小时，也可长达季
度或年。现在，小学生都了
解树的年轮，但很多牙医和
口腔健康专家却不知道，他
们赖以为生的对象其实是一
台复杂的时间机器。我倒不
是贬低树的年轮的重要性，
何况它们确实包含大量关于
历史气候的线索，但我们的
牙齿里其实隐藏着更多的秘
密。
这听起来可能像热门电
视剧《识骨寻踪》里面的情
节，但我和同事们真的会潜
入远古儿童的牙齿内部，以
确定他们的年龄。我们竭尽
所能地从远古的牙齿遗迹中
汲取秘密，那时候可还没有
出生证明这类东西。测量并
计数这些微小的时间线比法
医的其他鉴定年龄方法都更
加精准。然而，这种方法也
有限制，因为它只能测量一
定时间范围内的年龄。一旦
齿根生长完成，日生长线就
会停止增加，这些独特的童
年记录便会随着一餐一饭或
夜间的无意识磨牙而逐渐消
失。现代人大约在20岁，即
智齿萌出时停止这种记录。
一小部分生物人类学家正是
通过不断挖掘这个信息宝库
，来认识我们的祖先如何成
长、人类如何演化，以及在
文字历史之前的文化转变如
何影响我们的健康。在之后
的章节中，我们会探索牙齿
的生长节律，了解它无与伦
比的准确性、惊人的美感和
综合的力量（见彩插图引言
–1）。
书中还会涵盖在牙齿表
面意外保存了数千年的行为
记录。例如，保健专家认真
帮我们去除的牙菌斑会捕获
食物碎屑、细菌，及我们身
体细胞中的DNA（脱氧核糖
核酸），形成一层黏黏的物
质，随着时间固化为牙结石
。尽管牙结石并不能保存牙
釉质和牙本质那样的时间记
录2，但它能在牙齿停止生
长后持续捕捉人类的活动，
继续讲述成年和老年期的个
体行为和健康故事。我们会
了解到，细微的线索是如何
引起人类食性演化的激烈争
论的，例如人在咀嚼食物时
形成的微小划痕和细坑。同
时，我们还将看到牙齿的证
据如何展示出人类的独特之
处，包括漫长的童年期、极
其多样的食物和复杂的行为
。
……
我在哈佛大学做过几年
教师，最喜欢的课程是每年
一次的研讨课程，只有少数
认真且感兴趣的学生会前来
参与。我们会花3个月的时
间，利用从牙齿上收集到的
证据，来研究人类及其灵长
类亲属的发育、演化和行为
。或许更重要的在于，学生
们有机会开展研究，来满足
自己的好奇心，追逐自己的
兴趣。这是他们未来研究生
涯的第一次。他们会从哈佛
大学比较动物学博物馆精美
的藏品开始，来探索现生的
灵长类，仔细观察第4章中
会讲到的怪异特征，例如用
于梳理毛发或啃食树皮的“
齿梳”。在此基础上，我会
解释牙齿的大小是怎样与个
体的饮食和体型相关的。喜
食昆虫、脊椎动物和树脂的
灵长类通常体型较小，而那
些超过一定重量的种类则要
依靠果实、树叶和种子为生
。这种差异是新陈代谢和消
化作用造成的。小型灵长类
需要更高能量的食物，才能
在较短的消化道中将食物加
工完毕。大型灵长类可以食
用大量低能量的食物，在长
长的消化系统中慢慢处理它
们。
人类的脑部十分巨大，
生长缓慢，还对新陈代谢有
很高的要求。因此，人类选
择了与众不同的道路。饥饿
的脑部和活跃的生活状态需
要高能量的饮食，所以我们
可以摄入并消化多种多样的
食物。我们的牙齿就像藏在
口腔里的瑞士军刀，包含一
套从哺乳类祖先处适应而来
的工具。门齿能帮助咬开果
实，尖利的犬齿和紧贴其后
中等尖锐的前白齿能够刺穿
并撕碎肉类和植物，而齿冠
低平的白齿则帮助我们研磨
坚硬的食物，如坚

以小见大，破译人类演化的奥秘：原来小小的牙齿可以记录下如此多的关键生长信息！它是我们生命中无言的见证者
与动物为伴，考古人类学家的博物馆与田野之旅：去森林里，到沙漠中，随作者来到人类学家工作的现场
显微镜下，实验室中，科学家合作的鲜活细节：实验室里烦琐细碎的工作，科学家们是怎么耐心细致地完成的呢？
让牙齿预言未来人类：正是因为牙齿能告诉我们人类是谁、来自何方，它也能告诉我们未来的人类有怎样的体貌特征，我们还会饱受智齿阻生的困扰吗？
科学与人文的共舞：牙齿告诉我们的不仅有生物学信息，还有过去的文化习俗、死去个体的社会地位，都是宝贵的历史记录呢！

牙齿对于我们的生活和
健康来说至关重要，但我们
总是对它们习以为常。塔尼
亚·史密斯这本书讲述了关
于我们的牙齿的各种迷人且
几乎未被注意的细节，从第
一颗牙齿的微小萌芽，到一
颗牙发育完全。这是一次超
出预期、引人入胜且富有收
获的阅读之旅。
——米芙·利基 斯托尼布
鲁克大学及图尔卡纳盆地研
究所教授
谁能够想到牙齿有这么
多可说的？在这本有趣又翔
实可信的书中，塔尼亚·史
密斯清晰地解释了那些被密
封于牙齿中的演化，包括功
能方面、发育方面以及病理
方面的记录。与此同时，她
还提供了一个非传统且时而
令人惊奇的视角，让我们思
考我们人类究竟是谁，又来
自何方。
——伊恩·塔特索尔 耶鲁
大学博士，古人类学家
塔尼亚·史密斯把关于牙
齿的熟稔综述和她对前沿科
学研究的个人阐述巧妙地融
为一体，再加上她的写作技
巧与图表的使用，写成了这
本易读的科普书，讲述了牙
齿是如何揭示了如此多的我
们人类的生物学奥秘的。
——蒂姆·D.怀特 加州大
学伯克利分校综合生物学教
授，人类演化研究中心主任

01.显微镜、细胞和生物节律
深入探究牙齿发育的某些特征，可以让化石以新的方式吐露秘密。我在大学时做过生物人类学研究，还在显微成像的领域中浸淫许久，都对这一点有直接的深刻认识。显微镜使我们能够观察到微小的牙齿形成细胞以及它们的矿质分泌物。因此，我们对牙齿的很多认识都是由显微镜的发展而推动的。显微光学成像还告诉我们，牙齿中包含着生物节律信息，即记录下我们童年中每一天的内部时钟。这些发现反过来为人类学家打开了一扇大门，使其能通过牙齿遗迹化石来计算古代幼年个体的年龄。在本章中，我将着重介绍几种观察牙齿表面细微特征的方法，尤其是高能同步X射线成像，能看到肉眼看不到的细节。这种相对较新的技术使众多领域都产生了突破性的成果，例如艺术保护和工程。我们在后文中会看到，认识牙齿的生长过程还能讲述很多关于人类演化和行为的故事。例如在第6章中，我们会把牙齿发育和X射线成像的知识结合起来，来探究人类漫长童年的起源。
探索显微镜的秘密
很多人都是在小学或中学的生物课上第一次接触到显微镜，用它简单地观察洋葱表皮，或者我们自己口腔内拭下的细胞。或许我们还有幸目睹到水螅的再生过程，或者某个单细胞生物在玻璃片上的一滴“池塘”中怪异地游过。像大多数中学生一样，我当时也觉得复式显微镜的物镜和目镜都没什么稀奇。我像完成任务一样记住了每个部件的名称，只为通过实验课的测验，却并没有认真想过它的重大意义。10年后，我进入了一个三维的显微世界，还成了第一个探索化石灵长类的童年生长奥秘的人。当时的我根本无法想象这个奇妙的世界，更无法想象作为开创者的兴奋之情。
17世纪，这些简单的工具为新生的生物学领域注入了希望。显微镜由一群意大利学者引入，意为“显示细微之镜”。这其中还包括著名的伽利略，他用“眺望远方之镜”——望远镜进行的天文观测为他迅速积累下声望。数十年后，英国显微学家罗伯特·胡克提出了“细胞”一词，用来描述他在动植物组织中见到的这种生命单元。在他1665年出版的经典图集《显微图谱》中，胡克绘制出了蜗牛在显微镜下的锯齿状牙齿，相当引人注目，他还注明：“这些牙齿的主人是一种奇异的生物。”2现代科学已经证实，蜗牛确实非比寻常，因为它们能够持续不断地生成新一代牙齿，并且不断改变新牙齿的形状，以应对食物的变化。3更引人注目的是海生蜗牛，又称帽贝。它们微小的牙齿是目前已知最坚硬的生物材料。这种设计使之能磨碎岩石，同时觅食石头上附着的微生物。工程师们正在研究这些坚固的牙齿，以发明更强的人工材料。
与胡克同一时代的荷兰人安东尼·列文虎克可能是首个用显微镜观察牙釉质结构的人。他发现了一种精细的透明管，从末端看呈球形。列文虎克用当时的学术语言报告道：“我判断，六七百根这样的管道加起来也不会超过一根男人胡须的宽度。”“列文虎克对釉柱的描述相当准确。考虑到他使用的是很基础的显微镜，这一发现便显得尤为惊人。这些长长的棒状结构在横剖面上为圆形，直径约为0.005毫米，由于高度矿化所以几乎透明。在后文讨论牙齿为何坚固持久时，我会再来讨论这些重要的建筑材料。
由于童年时期一直被自然世界深深吸引，我决定在纽约州立大学杰纳苏学院攻读生物学学士学位。大学一年级的导师建议我修读一门生物人类学课程。尽管从未听说过这个学科，我仍然选择了这门课。从演化视角探索人类和灵长类的生物学特征立刻将我深深吸引。我意识到，我找到了兴趣所在。就像很多阅读黛安·弗西和珍·古道尔自传的年轻女性一样，我梦想着前往非洲研究山地大猩猩的行为。为此，我辛勤地准备着。
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