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演化生物学家雅拉·哈里迪（Yara Haridy）在芝加哥大学的一项研究中发现，我们的骨骼起源于一种无颚鱼。她喜欢惊讶地告诉人们，我们体内的许多骨骼结构已经存在了大约5亿年。她说：“让人们理解这一点，我认为可以让他们更好地欣赏地球、环境，有时也可以更好地欣赏彼此。”
哈里迪和她的同事在《自然》杂志上发表的一篇论文中发现，我们牙齿的敏感性（当接触到冰冷的食物或牙医的钻头时会感到疼痛和刺痛）可以追溯到这些古代装甲鱼类的外骨骼。
早期误解的案例
我们不是一团肌肉和组织的原因是因为我们所有的软组织都依靠内部支架——骨骼而保持在一起。这个骨骼使我们成为脊椎动物。哈里迪想知道：我们的骨骼最初是如何形成的？她说：“为什么我们不是一团糊状物？”在骨骼之前，没有骨头。之间发生了什么？制造一个全新的骨骼是一个在进化史上从未存在过的全新事物，所以我想知道这些细胞是如何演化出这种能力的，它们首先制造了什么组织。”
哈里迪决定在大约5亿年前被认为是最早的脊椎动物的古代生物阿纳托莱皮斯身上寻找线索。“可惜的是，它可能是世界上看起来最不起眼的化石，”她说。因为它只是一些微小的颗粒状鳞片，“被认为是这种古代鱼类样动物的鳞片，形成了一种盔甲。”
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在实验室里，当哈里迪分析她的扫描结果时，她注意到了一些奇怪的东西。她说：“我只是期望看到一个非常简单的结构，但实际上，它包含了太多的解剖结构和复杂性。”结果表明，阿纳托莱皮斯并不是脊椎动物，而是一种无脊椎动物，一种类似节肢动物的生物。“把它想象成蜘蛛和蝎子的祖先，”她说。
这一发现将脊椎动物的出现时间推迟了大约20到30万年。但这一发现让哈里迪很难接受。她一直以阿纳托莱皮斯是最早的脊椎动物为前提进行研究，但事实上它根本不是脊椎动物。“这意味着我的项目几乎是错误的，”她说。“我感到非常沮丧。”
让牙齿说话
哈里迪在芝加哥大学的导师、古生物学家尼尔·舒宾（Neil Shubin）帮助她重新构思思路，将项目引向另一个方向，考虑一个替代问题。这些无脊椎动物盔甲的解剖结构与脊椎动物的牙齿相似。为什么呢？换句话说，哈里迪说，“这两种动物解决了什么问题，使它们拥有如此相似的结构？”
舒宾想知道这可能与敏感性有关。人类牙齿敏感是一个事实。此外，哈里迪在阿纳托莱皮斯（现在是节肢动物）找到的结构是用于感知的。“这些额外的解剖结构，”她说，“是为了感知压力或感知空气或水中的化学物质。”
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因此，哈里迪转向了科学家们认为演化成我们牙齿的古代脊椎动物的多疙瘩外骨骼。她说：“当鱼类进化出一个颚，开始更像捕食者时，嘴周围有尖尖的东西就变得非常有优势。”但没有人知道这种盔甲是否除了自卫之外还有其他作用。
当哈里迪扫描动物的化石疙瘩时，解剖结构与阿纳托莱皮斯非常相似。“这些早期脊椎动物生活在混浊的浅水海域，”她说。“能见度可能不太好。它们可能需要尽可能多地感知周围的环境。我们无法从化石中询问‘嘿，古代鱼类，那些牙齿敏感吗？’”
哈里迪想到现代鱼类可能会帮助她回答这个问题。所以她观察了鲨鱼、鳐鱼和鲶鱼胚胎的牙齿状鳞片，发现了神经。综合这些结果表明，古代鱼类的盔甲可能让它们能够感知周围的水。几亿年后，我们的牙齿——从那些盔甲演化而来——继承了同样的能力，可以感知疼痛和温度。
“这意味着这些鳞片在整个演化过程中都很有用，”哈里迪说。“它们只是随着时间的推移发生了变化。这就是进化的故事。”布里斯托尔大学的古生物学家约瑟夫·基廷（Joseph Keating）说，揭示骨骼演化可能有助于我们理解自己骨骼中有时出现的异常。“控制骨骼生长的发育机制——尤其是头骨的生长——是古老的，最早在4.8亿年前的无颚鱼类中进化出来，”他说。有一些罕见疾病“是由于这些古老的发育机制出现问题。”
此外，新研究结果解释了我们为什么会牙疼。“这是写在我们演化历史中的，”基廷说。“因为很久以前，你的曾曾曾曾祖父是一条在海里游泳的无颚鱼，通过身体上的类似牙齿的结构感知周围的环境。”他说，这些是“你嘴里牙齿的演化前身。”