文.圖/張鈞翔
成語「馬齒徒長」是指隨著年歲的增長,卻無所成就。這句成語通常是用在自我謙虛地表達自己一事無成。而在生物學上,馬齒的結構與特徵正是探究馬的演化歷程的一項重要線索。
馬屬於哺乳動物,在牙齒的構造上反應了哺乳動物牙齒的基本特徵。哺乳動物的牙齒基本上由3種物質所組成:齒質(dentine)或稱象牙質、白堊質(cement)或稱石灰質、琺瑯質(enamel)或稱釉質(圖1)。齒質組成牙齒的主體;琺瑯質覆蓋在牙冠表面;白堊質一般是在牙根的表面,有時也能達到牙冠。
牙齒在外型上可分為齒冠和齒根兩部分,齒冠是位於齒槽以上的部分,齒根是位於齒槽以內的部分。所以從動物的外型觀察,牙齒看得到的部分即是齒冠,沒入齒骨內看不見的部分即是齒根。
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哺乳動物的牙齒屬於異型齒(hetero-dont),齒列由結構和機能不同的牙齒所組成,可分為門齒(incisor)、犬齒(canine)、前臼齒(premolar)和臼齒(molar)(圖2)。而有別於爬行動物的同型齒(homodont)——即所有牙齒的形態與功能皆相似。此外,哺乳動物也因為食性的差異,牙齒形態產生進一步特化,例如食肉動物(獅子、老虎)的犬齒發達,前臼齒與臼齒齒尖鋒利並形成裂齒,以利撕裂、切割食物;草食動物(牛、羊、馬)則是犬齒退化,前臼齒與臼齒扁平且齒尖退化形成半月型,做為咀嚼研磨食物之用。
馬屬於奇蹄目,為食草動物,牠的牙齒基本齒式為3、1、3、3,意指在每一側(左側或右側)以及每一面(上面或下面)各有3顆門齒、1顆犬齒、3顆前臼齒與3顆臼齒(圖3)。所以在馬的口腔內,總共有40顆牙齒。剛出生的小馬是沒有牙齒的,約在出生10天之後,中間的門齒開始長出,到了6至9個月時,小馬的口中就有一套完整的乳齒,包括門齒、犬齒與前臼齒。隨後乳齒逐漸脫落而被恆齒替換取代,臼齒也同時接續地長出,到了5~6歲時馬的口中已經全然是恆齒了,而在此同時,馬的身體發育與生理機能也達到完全成熟的階段。
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此外,馬的牙齒特徵為門齒較長、犬齒退化、前臼齒臼齒化(指前臼齒的型態功能與臼齒相似)、前臼齒與臼齒咀嚼面發展成複雜的脊稜狀,以增加研磨
咀嚼的功能。此外馬具有典型的高冠齒特徵,即指齒冠的長度大於齒根,這意味著馬使用牙齒的年限較長。馬的牙齒會隨著年齡的增加而加長,一直到了中年後(約10歲)才停止生長。由於馬為高冠齒,馬只要一張開嘴巴,我們就可以清楚地看到整齊排列的門齒與臼齒,人們也可以容易地觀察到馬的牙齒隨著年齡逐漸增長的現象,也難怪會發展出「馬齒徒增」的成語。
牙齒是哺乳動物最易保存而形成化石的部位,也是探索演化的重要線索。從馬牙齒化石的研究,帶給我們許多馬在演化歷程中型態的變異與環境適應的重要訊息。從五千多萬年前始新世的始馬,經歷了漸新世的漸新馬、中新世的草原馬、上新世的上新馬,到今日全新世的現代馬,馬的臼齒咀嚼面由許多瘤狀突起的花紋所組成,發展成複雜的摺皺磨蝕面(圖4),反映了馬的食性由以鮮嫩的枝葉為食,到尋覓乾燥粗糙的雜草,複雜的摺皺磨蝕面上有發達的琺瑯質,能夠有效地咀嚼乾草。此外,馬的肢骨從多趾、三趾演變到今日的單趾,也反映了棲息的環境從當時的森林裡,到今日適應在草原上飛奔。事實上,還有更多的化石等待我們去發掘,更多的演化真相等待我們去探索。 |