如何长出锋利的牙齿

锋利而可替换的牙齿为鲨鱼赢得了“市场份额”。在早期海洋新演化出的诸多捕食者中，牙齿可谓鲨鱼的生物性“品牌”。对于新兴事物来说，创新尤为关键。无论是拉里·佩奇（Larry Page）和谢尔盖·布林（Sergey Brin）发明的顶尖算法PageRank，32还是鲨鱼在动物盔甲日渐增厚的环境下进化而来的牙齿，都体现了创新的重要性。在4.18亿年后的今天，鲨鱼当年的创新依然能为它们带来丰厚的回报。

鲨鱼的牙齿会不间断地生长，每7～10天就能长出一副新牙，而旧的牙齿则会像磨钝的剃刀一样被抛弃。33这些牙齿极其锋利，切割面只有0.025毫米宽。鲨鱼的牙齿是地球上最锋利的自然结构之一，34如果你不小心，连鲨鱼牙齿的化石都会割伤你。这些令人生畏的武器为鲨鱼留下了漫长而血腥的历史遗迹。

鲨鱼的牙齿是如何长得这么锋利的呢？我们制造锋利物件时，会先做一个薄片，然后锤炼、打磨，直到边缘变得更薄为止。生物的结构不可能用锤炼和打磨的方法来加工，它们必须在长出来的时候就已经是锋利的。细胞和组织通常最擅长制造柔软的东西，制造坚硬锋利的结构是4.18亿年前的一项创新，而牙齿是鲨鱼独创的设计，可谓微型细胞工程界的一项奇迹。

鲨鱼牙齿的“制造”历程从嘴巴深处开始。一开始，它们是鲨鱼喉部软组织中的一排排硬脊，在嘴巴中依次生长，并且逐渐向外围移动，就像涌向海滩的波浪一样。35单个牙齿最先是一团无定型的组织，之后在基部硬脊的上部，牙齿从一排细细的细胞中升起，形成一个由纤维构成的扇形。这些薄纤维限定了牙齿的锋利边缘，狭窄密集的纤维边缘是锋利牙齿的保障，否则牙齿就是钝的。一旦牙齿在精确限定的范围内开始生长，纤维之间的细小缝隙就会被一种类似骨质的材料填满，这些材料慢慢累积，最终形成了自然界最为锋利的刀具。36最后，切割面还会被封上一层“牙釉”，用以增加牙齿的强度。细长的结构通常会比较脆弱，所以纤维的边缘会有细微的起伏，这样牙刃上就会形成锯齿，从而在不增加牙齿厚度的情况下增加强度。至此，牙齿已经移动到了口中，排在正在使用的那排牙齿后面，时刻准备好替换那些被骨头、石头，甚至钢铁硌碎的牙齿。

4.18亿年前的鲨鱼牙齿是非常尖利的，但只有3毫米长。37“制造”这些牙齿的鲨鱼很少出现在化石记录中，我们第一次见到的鲨鱼身体化石来自4.09亿年前，体长只有23厘米。38最著名的鲨鱼化石宝库来自3.7亿年前，其中保存的化石相当完整，就连胃里的食物也保存了下来。这些是古老的原鲨鱼，叫作裂口鲨（Cladose lache），它们以原始的鱼类为食，使用圆边的牙齿撕扯猎物。39裂口鲨已经具备基本的鲨鱼体形，但还没有经过细化。它们身躯细瘦，鳍片却大得夸张，看起来像是鲨鱼中的一个少年书呆子。裂口鲨只能算是鲨鱼的一个早期“型号”。

一些鲨鱼的体型从古至今都没变过。比如栖息在深海中的欧氏尖吻鲛（Goblin shark，又称哥布林鲨，见图2-2）。它们长着一个细长的“大鼻子”，“大鼻子”下面的嘴巴里长着一口乱七八糟的尖牙。欧氏尖吻鲛的悬挂式下颌和冰锥一般的牙齿长在橡皮筋一般的弹性韧带上。平时韧带是拉紧的，嘴巴也处于回缩的位置。直到猎物靠近时，韧带会突然放松，嘴巴快速弹射而出，一口咬住猎物（通常为底栖软体生物），接着以同样的速度缩回到颅骨下面。40

图2-2　欧氏尖吻鲛的口鼻部

资料来源：由亨加里安·斯诺（Hungarian Snow）摄于日本品川水族馆。

皱鳃鲨（Frilled shark）也有活化石之称，因为它们有着修长的体型以及古老的下颌结构（见图2-3）。虽然皱鳃鲨向我们揭示了远古鲨鱼的生活方式，但它们还是在之后的研究中被归为更为现代的鲨鱼种群。皱鳃鲨拥有将近两米长的鳗鱼状身体，还拥有针状的牙齿，用以快速出击，确保抓取动作迅速的小型猎物。41

图2-3　皱鳃鲨的针状牙齿，用来抓取类似乌贼的软体动物

资料来源：由OpenCage摄于日本下关海洋水族馆之海洋科学博物馆。