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为什么人类有需要拔除的智齿?

我的意思是,我们祖先又不像现在这样容易就能找到拔牙的牙医。

作者:Bridget Alex
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图源:Dooder/Shutterstock

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智齿似乎是一种生物上的失误。作为我们生长出的第三套也是最后一套磨牙,在很多人的嘴里,智齿并不太 fit,导致每年有数百万次手术。但有些人,这些“额外”的牙齿长得很好,而有些人根本就没有。这背后的生物学故事是什么?

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首先,让我们明确一下可能不是这个故事:关于智齿的传统观念认为,直到现代医学介入,进化本来是要淘汰这些不必要的嚼牙的。在整个童年时期,我们的恒牙会从牙龈中按部就班地长出,从6到9岁的第一颗磨牙和门牙开始(表格5.1)。到十几岁出头,大多数牙齿都已长出,除了第三磨牙(M3),它们通常在17到24岁之间萌发。如果空间不够,智齿就会阻生,或者无法正常穿透牙龈。

根据标准说法,在手术干预之前,长有阻生M3的人会死亡。那些没有这些有问题牙齿的人则繁衍壮大,将牙齿数量减少的基因传给后代。今天,多亏了口腔外科医生,有阻生牙齿的人得以存活并为基因库做贡献。

但数十年的研究挑战了这种“适者生存,牙少者昌”的解释。许多学者现在认为,第三磨牙的问题源于我们小时候食用更软的食物,这得益于农业和工业化。

以下是这个假说:与狩猎采集者食用的野生食物相比,农产品和加工食品更“糊”。想想粥和炸薯条,对比野果和烤肉。童年时期硬质食物似乎能刺激下颌骨生长,使口腔长得足够大以容纳三套磨牙。软食不需要足够的咀嚼锻炼来最大限度地发挥下颌骨的生长潜力。

因此,根据这种观点,口腔拥挤并不是一个进化问题,而是一个发育问题。遗传基因并不完全决定智齿的命运。相反,童年时期的饮食和咀嚼习惯可能影响最大。

后磨牙的由来

像所有类人猿一样,人类祖先有32颗牙齿:上、下颌的左右两侧各有两个门牙、一个犬齿、两个前磨牙和三个磨牙。今天,人类可能长出也可能不长出最后的后磨牙。

据估计,全世界约有22%的人缺失一颗或多颗智齿,而有24%的人出现阻生。反过来说:全球超过一半的人长出了正常、功能正常的智齿。那么,在人类进化过程中,智齿何时变得“变幻莫测”?

阻生的智齿。(图源:Renton et al./British Journal of General Practice)

Renton et al./British Journal of General Practice

几百万年前,我们的人科祖先拥有巨大的后牙。像露西化石南方古猿(约200万至400万年前)的磨牙,其咀嚼面面积大约是我们今天的两倍——尽管这些生物的身高只有3到4英尺,头骨容积不到智人的1/3。自从南方古猿时代以来,人类的牙齿尺寸一直在下降。到大约200万年前的直立人时期,磨牙的表面积约为今天的1.5倍。

变得软

人类进化过程中牙齿的变化似乎与饮食和食物制备技术的进步相吻合。首先,到直立人时期,用于捣碎和烹饪的石器工具已经软化了野生食物,使得咀嚼更容易——而庞大的牙齿就不那么重要了。

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大约在12000年前,人类开始尝试农耕,这种生活方式最终在大多数社会普及。例如小麦粉和牛奶等驯化产品,比野生食物的饮食要软得多。

最后,食品生产的工业化使得我们的食物更加软化。在西方化人群中,人们喝蛋白质奶昔,吃松软的巨无霸汉堡,啃食橡皮糖。这与一些现代采集者吃的羚羊肉和猴子果(mongongo nuts)相去甚远。

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用还是不用

所以,这种观点认为,加工食品和/或农业饮食减少了我们在青春期需要对下颌骨施加的压力,以促使其充分生长。当我们成年时,可能就没有足够的空间来容纳我们的最后一批磨牙了。

这一假说得到了不同社会群体下颌骨大小和M3形成情况的比较研究支持。一项2011年的论文测量了来自六个农耕群体和五个采集群体的博物馆藏品头骨。以软食为主的农耕者,下颌骨普遍较短,这为牙齿的形成提供的空间更少。

这一发现与饮食影响下颌骨大小的观点一致。使用更先进的统计方法对更多的头骨进行分析,2017年的人类学家得出了类似的结论:他们检测到了采集者和农耕者之间存在“温和”但可靠的差异,特别是如果农耕者食用乳制品的话。其他研究人员也展示了这一趋势,尽管只有几十个骨骼标本。

比较来自南非右侧下颌骨的牙列,分别来自(a)非洲南方古猿、(b)粗壮南方古猿、(c)阿法南方古猿、(d)直立人和(e)智人。(图源:Irish et al./American Journal of Physical Anthropology)

Irish et al./American Journal of Physical Anthropology

同样,加工食品的可获得性是不同社会智齿问题的一个重要预测指标。例如,一项研究考察了印度南部900名农村和城市居民的第三磨牙阻生情况。农村参与者中阻生率约为15%,而城市居民中则接近30%。在尼日利亚,另一篇论文基于2400名参与者发现,城市居民的第三磨牙阻生率是农村居民的七倍。第三个证据来自对饲喂软食或硬食,或相同饮食但经过烹饪(软)或生食(硬)的动物进行的实验。

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总的来说,他们发现在大鼠松鼠猴狒狒迷你猪岩蹄兔(一种重约10磅,看起来像胖老鼠但与大象关系更近的动物)身上,软食导致了诸如牙齿错位、面部变小和下颌骨发育不全等口腔问题。

然而,这些研究并没有解释为什么有些人没有智齿。在某些情况下,第三磨牙的完全消失可能确实是近期进化的一个例子,那些没有智齿的人没有遇到牙齿拥挤的问题,也没有因为饮食变软而处于咀嚼劣势。

此外,根据上述研究,尚不清楚是哪些饮食变化——工具使用、烹饪、驯化还是工业化——引发了我们的智齿问题。但它们累积效应是肯定的:如今,人们吃的食物比我们的祖先软得多,而我们的口腔也没有充分发育。

因此,许多牙科科学家建议增加孩子餐盘中脆硬食物的数量。一些额外的生水果、蔬菜和坚果可能会避免日后拔除智齿。正如人类学家Julia Boughner在《The Conversation》上所写的那样,“虽然科学还不能确定这是否有效,但它可能不会有什么坏处。”

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