期刊導航
大白鯊隨著年齡增長，長出致命的新型牙齒
大白鯊是進化工程的杰作。這些美麗的掠食者輕松滑行于水中，每一次緩慢而有節奏的強壯尾巴掃動，都驅使著一具專門追求隱匿、速度和效率的身體。
從上方看，它深色的背部與深藍色的海水融為一體，而從下方看，它蒼白的腹部則消失在陽光下的水面。
瞬間，平靜的滑翔爆發成攻擊，速度超過每小時60公里，流線型魚雷般的身軀幾乎沒有阻力地劃破水面。然后它最具標志性的特征顯現：一排排鋒利的牙齒，經過精心磨礪，專為食物鏈頂端的生活而打造。
科學家們長期以來一直對白鯊牙齒充滿興趣。化石標本已被收集了數百年，寬闊的鋸齒狀牙齒結構在當代鯊魚的顎和咬痕中易于辨認。
但直到現在，關于這些完美形狀結構最迷人的方面之一，令人驚訝的是，人們知之甚少：它們如何在頜骨上變化，并隨著動物一生中不斷變化的需求而變化。我們的新研究發表在《生態與進化》上的文章，旨在回答這個問題。
從針狀牙齒到鋸齒狀刀片
不同鯊魚物種進化出了適合其飲食需求的牙齒，例如用來抓取滑溜的魷魚的針狀牙齒;寬大扁平的臼齒用于壓碎貝類;鋸齒狀刀片用于切割肉體和海洋哺乳動物脂肪。
鯊魚牙齒也是一次性的——它們一生中不斷更換，就像傳送帶大約每隔幾周推出一顆新牙齒一樣。
大白鯊以其大型、三角形、鋸齒狀的牙齒聞名，非常適合捕捉和捕食海豹、海豚和鯨魚等海洋哺乳動物。
但大多數幼年海豹并不會一開始就獵殺海豹。事實上，它們主要以魚和魷魚為食，通常直到大約3米長時才開始將哺乳動物納入飲食。
這引出了一個有趣的問題：從傳送帶上脫落的牙齒是否會隨著不同發育階段飲食的具體挑戰而變化，就像進化會產生與不同物種飲食相匹配的牙齒一樣？
以往研究被照料焦點在少量牙齒或單一生命階段。缺少的是對牙齒形狀變化的完整、全下頜視野——不僅是上下頜，還包括從口腔前部到口腔后部，從幼蟲到成齒。
牙齒在一生中會發生變化
當我們檢查近100條大白鯊的牙齒時，出現了明顯的圖案。
首先，牙齒形狀在下頜處發生了顯著變化。每側前六顆牙齒相對對稱且呈三角形，非常適合抓取、刺穿或切割獵物。
但第六顆牙齒之后，形狀會發生變化。牙齒變得更刀鋒，更適合撕裂和剪切肉體。這一過渡標志著下頜功能上的分化，不同牙齒在進食過程中扮演不同角色，就像我們人類口腔前部有門牙，后面有臼齒一樣。
更引人注目的是鯊魚成長過程中發生的變化。體長約3米的白鯊會經歷一次重大的牙齒變化。幼牙較細，常在牙齒基部有小側突，稱為牙尖，有助于抓住魚和魷魚等小而滑的獵物。
當鯊魚接近3米時，這些尖牙消失，牙齒變得更寬、更粗且鋸齒狀。
在許多方面，這一轉變反映了生態的轉折點。幼鯊依賴魚類和小型獵物，這些獵物需要精準且能抓住較小的身體。大型鯊魚越來越多地以海洋哺乳動物為目標：這些大型、移動速度快的動物，需要切割力而非抓握力。
一旦大白鯊達到這個大小，它們會發展出一種全新的牙齒風格，能夠切割致密的肉體甚至骨頭。
有些牙齒更顯眼。下頜兩側的前兩顆牙齒，即中央四顆牙齒，基部明顯較粗。這些似乎是主要的“爆牙”，負責承受最初咬合的力量。
與此同時，第三和第四顆上排牙齒略短且呈角度，表明它們在抓捕掙扎的獵物時扮演著特殊角色。它們的大小和位置也可能受到底層頭骨結構及與嗅覺相關的關鍵感覺組織位置的影響。
我們還發現上下頜骨之間有一致的差異。下牙設計用于抓取和固定獵物，而上牙則設計用于切割和肢解——這是一種協調系統，將大白鯊的咬合轉化為高效的覓食工具。
一個充滿獠牙的人生故事
這些發現共同講述了一個引人入勝的故事。
大白鯊的牙齒不是靜態武器，而是鯊魚生活方式變化的活記錄。持續置換可以補償牙齒的缺失和損傷，但同樣重要的是，能夠進行設計更新，追蹤飲食變化與發育。
這項研究幫助我們更好地理解大白鯊如何成功成為頂級掠食者，以及它們的覓食系統如何在生命周期中被精細調諧。
它還強調了將動物作為動態有機體研究的重要性，這些生物既受生物學又受行為影響。歸根結底，大白鯊的牙齒不僅揭示了它的覓食方式——它們揭示了它生命中每個階段的身份。
艾米麗·亨特生命與環境科學學院博士候選人，悉尼大學;大衛·勞本海默倫納德·P·烏爾曼營養生態學講席教授，查爾斯·珀金斯中心營養主題負責人，悉尼食品與營養網絡主席，悉尼大學， 和埃塞基爾·M·馬爾齊內利理學院副教授，悉尼大學
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