各種各樣的動物都有獠牙，從大象和海象到五磅重的蹄兔等。但是有獠牙的動物有一個共同點，那就是它們都是哺乳動物–目前還沒有已知的魚類、爬行動物或鳥類有獠牙。在發表於《英國皇家學會會刊B輯》的一項新研究中，古生物學家將最早的獠牙追溯到生活在恐龍之前的古代哺乳動物近親。
哈佛大學的研究人員和該研究的主要作者Megan Whitney說：“獠牙是這種非常著名的解剖學，但在我開始從事這項研究之前，我從未真正想過獠牙是如何被限制在哺乳動物中的。”
芝加哥菲爾德博物館館長、論文作者Ken Angielczyk說：”我們的研究能夠表明，最早的獠牙屬於在現代哺乳動物之前出現的動物，稱為二齒獸動物。它們是非常奇怪的動物。”
二齒獸大多生活在恐龍時代之前，從大約2.7億到2.01億年前，它們的體型從老鼠到大象不等。現代哺乳動物是它們最接近的活體近親，但它們看起來更像爬行動物，有類似烏龜的喙。自從它們在176年前被發現以來，它們的一個決定性特徵就是它們上顎的一對突出的獠牙。二齒獸這個名字甚至意味着”兩顆犬齒”。
研究人員是在一次古生物發掘的午休中得到研究獠牙起源的想法的。Whitney回憶說：“我們當時坐在贊比亞的田野里，到處都是二齒獸動物的牙齒。我記得肯拿起它們，思考它們怎麼會被稱為獠牙，因為它們有獠牙所沒有的特徵。”
Angielczyk發現了一個關鍵的區別：嚴格來說，並不是所有突出的牙齒都是獠牙，牙齒的構成和生長模式告訴我們它們是否算數。”Whitney說：“在這篇論文中，我們必須對獠牙進行定義，因為它是一個令人驚訝的模糊的術語。研究人員決定，牙齒要成為獠牙，它必須延伸到嘴外，必須在動物的一生中不斷生長，而且與大多數哺乳動物的牙齒（包括我們的）不同，獠牙的表面是由牙本質而不是堅硬的琺琅質構成的。”
在這些參數下，大象、海象、疣豬和鬣狗都有獠牙。不過，動物王國里的其他大牙並沒有入選。例如，嚙齒類動物的牙齒，儘管它們有時會伸出來，而且不斷地生長，但在牙齒的前面有一條琺琅質帶，所以它們不算。
研究小組在贊比亞觀察到的一些雙齒動物的牙似乎也不符合獠牙的定義–它們塗有琺琅質而不是牙本質。
牙齒與獠牙的不同構成也讓科學家們了解了動物的生活。Whitney說：“塗有琺琅的牙齒與塗有牙本質的獠牙是一種不同的進化策略，這是一種權衡。琺琅質牙齒比牙本質更堅硬，但由於牙齒在頜部生長的幾何形狀，如果你想讓牙齒在一生中不斷生長，你就不能有完整的琺琅質覆蓋。”
動物進化出的不同種類的牙齒可以告訴科學家，這些動物面臨的壓力可能會產生這些牙齒。有獠牙的動物可能會用它們來打架，使它們暴露在小的傷害中，而對於不連續生長的琺琅質牙齒來說，這將是有風險的。
為了研究二齒獸的牙是否真的是獠牙，研究人員從代表10個不同物種的19個二齒獸標本的牙齒化石中切出紙質薄片，並用顯微鏡檢查其結構。他們還使用微型CT掃描來檢查牙齒是如何連接到頭骨上的，以及它們的根部是否有持續生長的證據。科學家們發現，一些二齒獸的牙齒確實是獠牙，而其他牙齒，特別是一些早期物種的牙齒，只是大牙。不過，這並不是一個從無獠牙到有獠牙的嚴格過程–二齒獸動物家族的不同成員獨立地進化出了獠牙。
Whitney說她對這一發現感到驚訝。她說：“我以為在家族樹上會有一個點，所有的二齒獸都開始有獠牙，所以我認為我們實際上看到獠牙的進化是相當令人震驚的。”
Angielczyk說：“二齒獸的獠牙可以告訴我們很多關於哺乳動物獠牙進化的一般情況。例如，這項研究表明，牙齒更換率的降低和將牙齒連接到下顎的靈活韌帶是真正的獠牙進化所需要的。這一切都讓我們更好地理解我們今天在哺乳動物中看到的獠牙。”
“在恐龍時代之前，二齒獸是陸地上最豐富和最多樣化的脊椎動物，它們因其‘獠牙’而聞名。事實上，在現實中只有少數人有真正的獠牙，其餘的都是大牙，這是我們可以記錄的進化的一個美麗的例子。我們可以看到如何建造獠牙！”愛達荷州自然歷史博物館館長、論文作者之一Brandon Peecook說。
研究人員說，這項研究顯示了已知的最早的獠牙實例，可以幫助科學家更好地理解進化是如何運作的。
“獠牙已經進化了很多次，這讓你想知道如何進化以及為什麼？我們現在有很好的數據，說明二齒獸進化出獠牙所需要發生的解剖學變化。 ”華盛頓大學伯克博物館館長、論文作者之一Christian Sidor說：“對於其他群體，如疣豬或海象，陪審團仍然沒有結論。”
Angielczyk說：“儘管是極其奇怪的動物，但關於二齒獸的一些事情，比如獠牙的進化，為我們提供了關於今天我們周圍的哺乳動物的信息。此外，任何時候你都可以說哺乳動物並不那麼特別，二齒獸首先做到了這一點。”