人类的牙齿进化比较失败：智齿在人类进化的过程中一直在变小
人类的牙齿进化比较失败：智齿在人类进化的过程中一直在变小图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Human_evolution 上图是这片文章的一个核心图，从这张图我们看出了各人种的牙齿大小之间的差异，但是物种出现的时间并不是由上到下越来越晚，最早出现的南方古猿Ardipithecus ramidus（红线）与现代人 Homo sapiens（蓝线）相差并不大，南方古猿的第一第二尖牙和第一磨牙都略大于现代人，而第二第三磨牙都略大于现代人，如果只看智齿的大小，（为了方便描述，以数字1-8有上到下代替这8个人种），根据wiki上的资料（下图），各人种出现的时间顺序是4-3-2-1-6-8-7，从 在Nature上看到一篇文章[endnoteRef:1]，内容主要是关于各人种的牙齿大小分析，研究人员通过对比不同人种的牙齿大小（横截面积），发现了随着人类的进化，智齿的大小在逐渐缩小，此外研究人员还通过构建数学模型模拟同一口
从智齿大小的变化看人类的进化
Nature上的一片文章《A simple rule governs the evolution and
development of hominin tooth size》通过对化石牙齿大小测量和统计，发现了人类在进化的过程中，智齿的大小在逐渐缩小。但深入去看文章数据却发现，智齿大小变化的规律并没有预期的那么简单，总的来说，从古猿到古人，智齿在变小，但是智齿并不是随着时间单调变小，智齿大小还有其他未知因素影响着。
关键词：智齿、横截面积、变小
在Nature上看到一篇文章[endnoteRef:1]，内容主要是关于各人种的牙齿大小分析，研究人员通过对比不同人种的牙齿大小（横截面积），发现了随着人类的进化，智齿的大小在逐渐缩小，此外研究人员还通过构建数学模型模拟同一口腔内牙齿大小的变化规律，并以此预测化石中缺失牙齿的大小。 [1: Nature 2016 530(7591):477-80. doi: 10.1038/nature16972]
现代医学一般认为智齿是人类进化的残余物（像阑尾一样），现代人的智齿在发育过程中经常会因为牙槽空间不足而不能正常发育。简而言之，研究人员的观点非常符合现在的主流观点。但是在人类进化过程中，智齿（第三磨牙）真的是一直在变小吗？
图片来源：http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/fig_tab/nature16972_F1.html
上图是这片文章的一个核心图，从这张图我们看出了各人种的牙齿大小之间的差异，但是物种出现的时间并不是由上到下越来越晚，最早出现的南方古猿Ardipithecus ramidus（红线）与现代人 Homo sapiens（蓝线）相差并不大，南方古猿的第一第二尖牙和第一磨牙都略大于现代人，而第二第三磨牙都略大于现代人，如果只看智齿的大小，（为了方便描述，以数字1-8有上到下代替这8个人种），根据wiki上的资料（下图），各人种出现的时间顺序是4-3-2-1-6-8-7，从
图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Human_evolution
这个结果来看，人类在进化的过程中智齿是先变大后变小，但这个结论是错误的，因为人类进化并不是沿着上述罗列的物种一脉相承演化至今，比如智齿最大的人种肯地人Paranthropus boisei（1）很有可能是一个和现代人毫无瓜葛的人种，在进化的路上被现代人类的祖先早早淘汰了。
所以，研究者的数据统计结果并不能表明智齿在人类进化的过程中越来越小。此外，通过古代化石去统计牙齿大小存在着样本数量不足的问题，研究们统计的某些古人种的牙齿数量很少（比如肯地人智齿样本总共只有4个），而根据现有的资料，不同地区的现代人在牙齿大小上也有差异[endnoteRef:2]，虽然古代人种分布范围小，但单个的年龄不确定的个体化石上的牙齿数据不能够代表整个群体，数据误差太大，考虑到南方古猿的两个样本与现代人牙齿大小差距并不大（智齿大小平均量差距为约为20%），而现代人个体之间的差异也可以达到20%（如下图homo sapiens），由于数量样本太少显得数据不具有足够的说服力。此外，倘若在人种牙齿大小比较图中加入我们的近亲黑猩猩牙齿的数据，就会发现，黑猩猩智齿明显大于古人，而和2、3两种古猿相近。 [2: 魏博源《人牙齿大小的地区差异比较》，《广西医科大学学报》 1987(2):40-43]
图片来源：http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/fig_tab/nature16972_F5.html
对已有的数据进行分析，由于图中人种并不是进化树上的一条直线，我们把古猿和古人当成两个大类，毫无疑问，先有古猿后有古人，从古猿到古人，牙齿在变小（不只是智齿）。
加拉帕戈斯群岛的达尔文雀进化出各种各样的嘴，这个他们的食物很有关系。动物的牙齿形状大小和它们的饮食有很大联系，就哺乳动物而言，总的来说，草食动物的磨牙更大，肉食动物犬牙更大更发达，而对于人类这样的杂食动物，牙齿大小和食物的变化有很大关系，学者普遍认为随着火和工具的发明，人类的食物可以先进行体外消化，这使得人类消化系统的负担大大减轻，尤其是进行食物摄入碾碎的牙齿，这就使得人类的牙齿在一步步地退化，尤其是更晚长出的智齿，许多现代城市的年轻人甚至选择拔掉智齿，以免智齿在生长过程中挤压其他牙齿造成的疼痛不适，有些人甚至终生不长智齿，而在如今这个精心加工食品的今天，囫囵吞枣也并不会带给我们太大的消化压力，以主食米饭和面条为例，由于食物早已得到去壳煮熟，我们甚至不需要咀嚼就能够吞咽食物进行消化。
在人类进化的道路上，智齿慢慢退化，但是发表在nature上的这片文章并不足以印证这种想法，它只能够说明古人的智齿相比古猿而讲退化了，由于我们并没有古猿的直接食物线索，事实上，我们往往是通过牙齿推测古代物种的饮食，比如根据肯地人Paranthropus boisei 的巨大的磨牙我们推测他们主要以植物为食，考虑到几百万年前能留下的痕迹甚少，我们只能通过人体留下的最坚硬的部分——牙齿，通过磨损程度去推测年龄和饮食习惯。
研究人员在文章的最后列出了他们的原始数据，从这些数据我们可以看到即使在全球话的今天，人口流动非常大，各地区人的牙齿差距还是很明显的，以中国现代人数据为例:
可以看出来中国各地牙齿差异非常大，而现代中国人与3000年以前的商代人的差异并不明显，反而是台北地区男性的智齿大小只有56.40mm2约为大陆地区的一半 ，如此巨大的差距足以让我们意识到同一人种的不同地区人的牙齿大小相差巨大，反而是从时间上来看，商代的生产力水平毫无疑问是落后与今天的，食物的精细程度应该也是小于今天的，但当代中国人的磨牙却略大于商代人，这并不符合我们的假想，这充分说明人类智齿并不是在进化过程中单调变小的，很遗憾，历史演变规律并没有期望的那么简单。
众所周知，化石保存需要特定的条件，我们能发掘到古代人牙齿的地区是属于干燥偏碱性的地区，因为牙齿骨头这种坚硬富含矿物质的结构很容易被酸腐蚀，哪怕是口腔中的活牙也无法忍受细菌代谢产生的有机酸的腐蚀，在人的口腔中，几年的时间就能够将具有活性、有一定自我修复能力牙齿腐蚀成龋齿，更何况在自然界中经受几百万年酸性的腐蚀呢？由于化石对环境的苛刻要求，使得有限的化石总是富集在特定地区，考虑到地球板块运动的缓慢，并不需要考虑这些化石在几百万年里移动了多少，这些化石只能够说明当地远古人的某些特征。能够保留化石的地区是干燥偏碱性的地区，而干燥湿润偏酸性的地区的植被生物与干燥偏碱性地区的具有很大差异，这也意味着这两种地区的古代人类的饮食偏好存在着很大差异，毕竟古人是就近从大自然中获取食物，不能像现在一样获取来自全球的食品。而根据我们现有的认识，不同饮食的人的磨牙大小具有明显差异，从这一点推导，那些能够留下化石的古人和不能够留下化石的古人磨牙大小也有明显差异，随意，现有的牙齿化石并不能代表古代全体。但是，现代人的智齿小于南方古猿的智齿，智齿大小在这几百万年间经历的变化并不如我们期望的那么简单，所以我们也不能简单地通过智齿的大小推测某个古人种在人类进化树上的位置。
从黑猩猩到南方古猿再到现代人，颚骨发生了明显的改变，以上图（从左到右分别是黑猩猩、南方古猿、智人）为例，我们可以看到上颚骨在逐渐变小的同时，形状也由U形变成了V形，牙齿的相对大小也发生了改变，退化最明显的莫过于犬牙（虎牙），犬牙是牙根最深的牙齿，肉食动物长有巨大的犬牙，草食动物的犬牙一般是退化了的（也有一些草食动物依然长有巨大的犬牙，比如骆驼 ），犬牙最大的作用是用于撕裂食物，尤其是捕猎的时候用来杀死猎物，人作为杂食性动物，即使在捕猎时，上肢的解放和工具的发明使得不再需要用牙齿将猎物杀死，犬牙的退化理所当然。换个角度，不去研究智齿的大小而是从犬牙长度这一指标去分析人类在进化过程中的牙齿的变化，或许能得到更为理想的数据结果。
图片来源：http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/fig_tab/nature16972_F4.html
这片文章还尝试建立牙齿大小的数学模型，并以此预测化石中缺失牙齿的大小，并通过各人种牙齿大小变化规律去验证现有古人种分类，这是一个不错的尝试，从另一方面去分析人类的进化。
图片来源：http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7591/fig_tab/nature16972_F4.html
人类在进化的过程中，牙齿大小和形状都发生了改变，但是智齿改变并没有期望的那么简单（一直在变小），这也反映了人类在进化的过程中并不是一帆风顺一直朝着某一方向前进，人类的进化过程应该经历了许多我们依然未知的事件，人类进化依然是一个有待进一步考察的、充满魅力的话题。
参考文献：
