你为何20岁才长智齿？这可能是人类长寿的代价
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在满口牙齿里面，智齿来得最晚，可能也最会惹麻烦。当不少人还在忙着处理麻烦的时候，有一群科学家却在关心智齿为什么来得晚……
撰文 | 栗子
审校 | Clefable
人类的智齿通常要等到17岁之后才会萌出。它们出现的时间太晚，晚到出现时人类的心智已趋于成熟，这才得了个“智齿”的名号。
许多人的智齿还因为生长空间不够或角度不对，而被先长出的那些牙齿阻挡，无法正常萌出。你可能也被智齿的问题折磨过，那么会不会比较好奇，智齿为何那么晚才长？
最近，亚利桑那州立大学的科学家们在一项发表于《科学·进展》的新研究中，通过分析21种灵长类动物的头骨，得出了人类智齿姗姗来迟的原因：一是人类的颌骨太短，二是人类的生命节奏太慢。
他们甚至认为，这项研究发表后，智齿晚生之谜就算彻底解开了。
我的下颌骨“大器晚成”
其实，人类并非只有智齿长得晚。
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我们用来磨碎食物的那些牙齿叫“磨牙”（molar），也叫臼齿。人类的第一磨牙在6岁左右萌出，所以又叫“六龄齿”。第二磨牙在12岁左右萌出，第三磨牙在18岁左右萌出，就是智齿。
相比之下，其他灵长类动物的磨牙没有这么晚到。比如，黑猩猩的第一、第二、第三磨牙分别在3岁、6岁和10岁附近萌出；恒河猴萌出磨牙的时间则是在1岁、3岁和5岁附近。
牙齿萌出的时间，按其到达整排牙齿的牙合平面的时间计（图片来源：原论文）
也就是说，人类每一颗磨牙萌出的时间都比较晚，整个磨牙进度条都比其他灵长类动物要慢。
这很可能跟人颌骨的生长有关联。拿下颌骨来说，科学家发现人类的下颌牙弓（就是下牙排列成的U形），直到22岁才不再继续伸长；相比之下，恒河猴下颌牙弓的长度通常在7岁前就停止变化了，黑猩猩则是在12岁附近。而这些数据，与相应物种第三磨牙（智齿）萌出的年龄十分相近。
人类的下颌骨到22岁时才会停止生长（图片来源：Wikimedia Commons）
一种直观的解释可能是：唯有下颌骨生得够长，才容得下那么多牙齿。
对还没换牙的幼童来说，下颌骨的尺寸只需满足10颗乳牙的生长。但在往后的人生中，他们下排的10颗乳牙会被14-16颗恒牙取代，所需空间也大得多。每多长一颗牙，都需要下颌骨给出足够的空位。
乳牙牙弓（左）与恒牙牙弓（右），提供的空间明显不同（图片来源：mouthpower）
既然人类下颌骨的生长期比其他灵长类更长，第一、第二、第三磨牙的“等位”时间拉长也就不足为奇。
但我们的下颌骨又为什么要生长那么多年呢？科学家觉得，这很可能和人类的生命节奏有关。比如，人类断奶比其他灵长类晚，性成熟比其他灵长类晚，去世的年龄也比其他灵长类晚。而下颌骨和牙齿的生长时间，可能同样是生命节奏的一部分。
当然，人类的下颌骨不只是比其他灵长类生长更久，最终的长度也比较短，几乎不会突出于脑颅。这两个因素会一同限制牙齿生长的空间，可能也因此延后了智齿生长的合适时间。
现代人类（左）的下颌骨短，面部也就不太突出，位置几乎在脑颅的正下方（图片来源：Alec Solomita）
其实，从前的科学家们就常常把智齿出现的时间跟颌骨生长以及生命节奏放在一起讨论。不过现在，团队通过分析不同灵长类动物的头骨，为这样的想法提供了更充分的依据。
安全是头等大事
磨牙生长需要足够的空间，但“足够空间”不光是要容纳多一颗牙这样简单。因为单单靠牙齿并不能咬碎食物，它们只是咀嚼系统的一部分，必须有肌肉和骨骼的帮助才能工作。
因此，颌骨提供的空间不仅需要容纳一颗又一颗牙齿，还得保障人类安全地咀嚼。毕竟，牙齿的咀嚼力大约在5-10公斤，一旦伤到自己并不会好过。
而谈到咀嚼系统的安全性能，就不得不提颞下颌关节（TMJ）：它们连接了下颌骨与头骨，帮助人类实现嘴巴开合的动作。这个十分重要的部位也十分脆弱，容易受伤。
颞下颌关节（TMJ），头骨的左右侧各有一处（图片来源：Alila Medical Media）
科学家推测，智齿出现的时间和位置，都是为了保障咀嚼系统的安全，防止TMJ关节受损。为了证实这个推测，团队给21种灵长类动物的头骨做了3D建模，每个物种的头骨样本来自多个不同的年龄段。
一个3D模型中有38个标志位，包括牙齿的位置和各种咀嚼肌的起止点。它们的三维坐标反映了头骨尺寸和咀嚼系统的结构。另外，模型还体现了咀嚼肌的力学信息，也就是肌肉的作用线。
A为38个标志位，B为肌肉力学信息 图片来源：原论文
当科学家在一个物种的3D模型中，加入这个物种下颌骨的生长速度数据，以及下颌骨的生长时间（duration）数据时，发现磨牙萌出的时间几乎完全取决于下颌骨的生长的速度和时间。这表示，智齿萌出晚确实受到了颌骨的影响。
他们还发现，智齿生长的位置，也受到了几种咀嚼肌的限制。来自颞肌、咬肌和翼内肌的力，共同构成了一个代表力的向量。而智齿总是长在这个向量的位置之前，假如在向量位置的后面发生咬合，咀嚼系统的主角——TMJ关节就会承受牵张力，这可能对整个系统造成破坏。
至此，科学家已经完全相信：智齿要在颌骨生长到空间够大、能找到一个适合生长的安全位置时，才会萌出。这也是自然选择的结果。
所以，现在只剩一个问题了。
真的和寿命有关吗？
或许你还记得，上文提到人类下颌牙弓要到大约22岁才不再变长，而这也几乎是下颌骨停止生长的时间。其实，科学家一共调查了5种灵长类动物的下颌牙弓。他们要检验的是，下颌牙弓长度停止变化的年龄，能不能用来预测物种的生命节奏，比如预测脑的大小和首次生育的年龄。
在研究中，他们发现有一组指标与下颌牙弓长度的增长速率有显著相关性，这组指标与下颌牙弓长度停止增长的年龄也有显著相关性。而这组指标包含了脑的大小、首次生育的年龄、两次生育的时间间隔，以及妊娠所需时长等等与生命节奏相关的信息。
经过主成分分析（PCA）后，上述的一组指标的第一主成分与下颌牙弓的长度变化相关（图片来源：原论文）
也就是说，下颌牙弓长度停止变化的年龄（或下颌骨停止增长的年龄），可以用来推测与生命节奏有关的信息。由此科学家认定，人类颌骨漫长的生长期，与我们的生命节奏密切相关。这就是说，我们的智齿萌出得晚，也与缓慢的生命节奏有关。
反正有，大把时光？
原论文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0335
参考链接：
https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/masticatory-force
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/(SICI)1096-8644(199904)108:4%3C483::AID-AJPA7%3E3.0.CO;2-L
https://www.eurekalert.org/news-releases/930366