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坐牢、生娃、更年期……牙齿会暴露你的多少秘密?
发布时间: 2020-04-25 来源:未知 点击次数:

“人类的骨架就像是一盘磁带。”举世闻名的法医专家美普斯(William Maples)曾这样比喻。

骨头铮铮如铁,磁带柔软细长,二者看似没有太多共同之处——但在法医和考古人类学家眼里,骨骼在生长过程中,可以如录音磁带一般记录下人类生活的点滴。

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牙齿中的牙骨质记载了我们生活中的大事件和生活方式 | DR IAN DAVIS

那些留存的骨骸像信使,供人类学家解码来自过去的信息。不过,人类学家以往关注的主要是大尺寸的骨骼,比如肢骨、肋骨。而一项新的研究表明,牙齿中细微的牙骨质也记载了我们生活中的大事件和生活方式。无论是生育、节食还是经历了艰难的岁月或是更年期,在牙骨质上都有体现,甚至能够指示一个人是否长期患病或曾被监禁。

一颗牙上镌刻的生命史

牙釉质、牙本质、牙骨质、牙髓以及牙周膜等组成了牙齿及牙周组织。其中,人类学研究最常关注的是其中的牙釉质和牙本质,这两种结构对推断个体在母亲子宫里呆了多久以及断奶时间都很有帮助。

人齿的纵剖图 | 参考文献[1]

但是,当牙齿成型后,形成牙釉质和牙本质的主要分泌物就停止分泌了。所以,个体后期的生命史,诸如何时发育停止、何时怀孕等,就难以从这两个结构中寻得蛛丝马迹。

而牙骨质则不同。牙骨质在牙根表面逐年增长,就像年轮一样,我们可以从中看到牙骨质形成的“齿轮”。并且,在人类生活史研究方面,牙骨质还有有一个显著的优点:牙釉质和牙本质受到外力作用会发生重塑,即外力使其密度发生变化,这就会影响它们对历史的记录——而牙骨质则只会随时间不断沉积,不会发生这种重塑。

近期发表在《科学报告》(Scientific Reports)的一项研究,便是通过专门研究牙骨质,通过观察不同的牙骨质层来追溯人的一生。

主导这项研究的,是纽约大学人类学系和牙科学院的博士保拉·切里托(Paola Cerrito),他和其他研究者们分析了已知生命史和病史的15个人的共47颗牙齿。通过仔细研究牙骨质的结构,他们能够准确推断出不同时期的牙骨质对应的各种生活事件。

解读牙骨质

要仔细解读牙骨质,先从精心切割、打磨牙齿切片开始。

牙釉质是人体中最坚硬的部分,为此,研究者动用了金刚石刀片。先从牙齿中间切出一个纵截面,再削出一层约0.13毫米厚的切片。

然后是打磨。研究者逐次用600、800和1200目的砂纸对表面进行打磨片抛光。一平方英寸砂纸上,有1200个研磨微粒,就是1200目。目数越多,研磨的微粒越细。最后,用粘合剂固定在载玻片上的牙齿切片,厚度会缩减到0.10毫米左右。

为了选择合适的观测区域,研究者会先利用电脑选择“牙轮”与牙骨质-牙本质交界面平行的区域,并确保这块区域没有受到牙部疾病等因素干扰。

在我们经历生命中的大事件时,体内矿物质平衡会发生改变,从而会影响逐年生长的牙骨质的微观结构。由于每一层的牙骨质具体组成有差异,所以,当用偏振光照射牙齿切片时,牙骨质部分会呈现出不同的颜色,在纵切面上形成明暗不同的层。

接下来,要怎么确定每一层牙骨质对应的年龄,从而将牙骨质层与生命史中的大事件对应起来呢?

以这颗下颌第四前臼齿的切片为例,它的主人是一位享年35岁的女性。

偏振光源下,显微镜中看到的牙齿切片 | 参考文献[2]

虚线1处是牙骨质-牙本质的交界处,总的牙骨质从虚线1长到了虚线4。这两条虚线间的垂直距离,表示了这颗牙从长出直到主人离世的时间。从这两条信息,可以推算出牙骨质的生长速度。

虚线2和3是牙骨质的两处深色条纹,对应了牙齿主人在这两个时间节点分别经历了大事件。分别测量虚线2和3到虚线1的距离,并算入牙骨质的生长速度,就可以确定这两条虚线对应的年纪了。

这位女性的上颌第二磨牙纵切图中,出现了两条相似的深色条纹。研究者已知这位女性分别在19岁和24岁生了孩子,其牙骨质中呈现出的这两个明显深色条纹,也忠实地记录下了主人的生育大事件。

牙骨质中两条明显的深色条纹,成功案例对应着两次妊娠 | 参考文献[2]

而在男性中,所有人的牙骨质在17~20岁时,均出现了变化。在人的一生中,游离睾酮水平在刚出生时较高,童年时期较低,青春期时再次增加,于17岁左右达到峰值后下降。有研究表明,游离的睾酮可以诱导破骨细胞发生凋亡,从而抑制骨吸收。因此,研究者推测男性该年龄前后牙骨质上的变化,与游离睾酮水平改变有关。

用切里托的话来说,这些“牙轮”忠实地记录了个人的生理经历和精神压力。无论是怀孕、疾病还是监禁和更年期,都在牙骨质上烙下了鲜明的永久印记。

能对生命史无所不知?尚有差距

但是,基于牙骨质的事件指认方式,可能比起初看起来更为复杂。

尽管牙骨质的分析可以识别出创伤经历,但并非总能识别出事件的具体内容。例如,我们无法准确地判断出,牙骨质的改变是与监禁还是生活方式的别的巨大变化有关。

同一个人的不同牙齿也可能因为牙部疾病、咀嚼习惯等因素影响,从而对同一个事件给出不同的时间定位。况且,最晚长出的智齿,其牙骨质上可能会缺失早年经历的留下的印记。在这项研究中,作者表示用不同部位的牙齿测算生命中的大事件,平均误差为1.44年,因此建议采用这种方法时,要尽量增加样本牙齿的数量。

牙齿的用处还挺多的 |Pixabay

还有一个尴尬的问题是:这项测试方法目前是具有破坏性的,因为需要把牙齿切开。而实际上,这项研究最初是想要用于调查已灭绝人类祖先生殖方式的。但在考古研究中,可不一定会让你对珍贵的化石下狠手。

为此,研究者提出可以利用无损成像技术,比如相位衬度同步X射线(phase-contrast synchrotron X-ray)。因为解决了破坏性的问题,这种新颖的技术方法可能是考古学和人类学领域的宝贵工具,帮助我们“八卦”出更多人类祖先的生活秘闻。

未来的某一天,当我们的牙齿和生活日记展示在后人面前,不知他们又能从中解读出多少动人的故事?

编译:蔡导

编辑:悲催的铊宝宝,麦芽杨

审稿:Kamin

排版:雷颖

题图来源:Pixabay

参考文献:

[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Human_tooth

[2] Cerrito, P., Bailey, S.E., Hu, B. et al. Parturitions, menopause and other physiological stressors are recorded in dental cementum microstructure. Sci Rep10,5381(2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-62177-7

[3] https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2020/march/teeth-serve-as--archive-of-life---new-research-finds.html

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