在动物界,大象嘴里的臼齿一辈子能换六次↓

鲨鱼一辈子可以掉三万多颗牙而不耽误吃喝↓

兔子、老鼠等啮齿类动物的切牙则可终生持续生长↓

羡慕不?尤其那些花个几万块看牙的小伙伴们,为什么我们人类一生就只能换一次牙呢?
其实,动物的换牙次数与其在演化史上出现的晚近程度是相反的,越进化的动物种类换牙次数越少。我们换牙的次数关系着进化因素,与生物适应性密切相关。
而人类文明的发展速度太快了,早期人类的平均寿命只有二十岁左右,因此一次换牙足够用了,大部分哺乳动物有都是这样。但随着人类寿命的迅速延长,原本够用的一次换牙机会随着寿命的增长显得不够用了。
换牙的意义是什么?
对于我们人类来说,牙齿有病说拔就拔,能治就治。但在自然环境下,牙齿健康直接决定了绝大多数哺乳动物的生死存亡,不管是吃素的还是肉食的,牙不行了,很快就会饿死。
再回到人类,当我们乳牙的大小、数目、牙周组织的力量等都不能适应长大了的颌骨时,就会换牙。刚换门牙的孩子会有一段兔牙时期↓↓↓

牙齿需要足够的接触面积来研磨、切割食物,才能满足人类营养物质的需求。这需求儿童和成人是不一样的。因此成人的恒牙咬合接触面积大于儿童乳牙,相应的牙冠体积也增大,牙根也更粗壮。
6~12岁这一阶段是换牙的时间,我们称之为「替牙期」。这一过程正是为即将到来生长发育高峰——青春期做准备。
牙齿为什么能换?
从起源学来看,牙齿来自鳞片,古生代早期鱼类的骨质鳞片,鲨鱼至今还保留着这种结构:内含髓腔,表面覆盖珐琅质,俨然一颗微型牙齿。

最晚从4.1亿年前的志留纪开始,鱼类头部的鳞片开始移入口中,铺在颌骨的咬合面上,进而演化为今日的牙齿。
在软骨鱼身上,牙齿至今保持着鳞片的排列方式。

而留在身上的鳞片则进化成了毛发、指甲、汗腺等结构。

这个演化历程仍然保存在每个人的基因当中:一个EDA基因负责编码一种称为“外异蛋白A”(EctodysplasinA,EDA)的细胞因子,当它出现异常,人类就会失去所有演化自鳞片的皮肤附属物,包括毛发、指甲、牙齿、汗腺和乳腺。

EDA基因一旦异常就会出现“无汗症”等怪异疾病,患者往往先天缺失所有的毛发、指甲、牙齿、汗腺和乳腺。

所以不难理解,牙齿作为特化的鳞片,本来也和毛发、指甲、汗腺一样可以不断再生,所以绝大多数脊椎动物都可以终生换牙。
但哺乳动物有些例外,我们的牙齿比其它脊椎动物分化明显:薄的门齿负责切割、尖的犬齿负责撕咬、钝的臼齿负责咀嚼,食肉动物的部分前臼齿还会特化成锋利的切齿,用来切断组织。

人类↓

这明显增强了哺乳动物对食物的处理能力,减少了牙齿损耗,一两副牙齿就足以过完一生;而形状不同的牙齿不能代劳,定期换牙反而破坏了这种优势,于是现代哺乳动物大都只有乳牙和恒牙两套牙齿。

换牙时到底发生了什么?
下面这是一个普通的换牙期儿童(6~13岁左右)的颅骨标本↓

灵长类动物在出生的时候,颌骨中已经包含了两副发育成熟的牙胚:乳牙胚以及恒牙胚,人类当然也不例外。
乳牙的英文名是deciduousteeth,本意就是指会脱落的,非永久的牙齿。听上去是不是比中文更形象些?

第一颗乳牙乳中切牙在6~12个月时候萌出,最后一颗乳牙第二乳磨牙在23~33个月的时候萌出,时间的早晚不是绝对的,受遗传基因、营养状况等影响。
乳牙的萌出顺序如下:

长出来的乳牙形态就是下面这样↓

在6岁左右,由于这个时候颌骨的空间足够,第一恒磨牙的萌出不取代任何乳牙,这就是我们的六龄齿了。

恒磨牙的萌出顺序↓

恒牙的长这样↓

在6岁开始一直到14岁左右,这个漫长的乳恒牙更换过程中,我们就同时拥有两副牙齿,乳牙以及即将替换它的恒牙。
恒牙牙胚一般在乳牙牙根位置,随着恒牙的发育,尤其是牙根的发育,会推动恒牙逐渐向其对应的位置移动,颌骨内的恒牙牙冠与乳牙牙根接触的位置,乳牙牙根会因为受到挤压逐渐被吸收,当乳牙牙根完全吸收,丧失颌骨内固定能力的时候,乳牙就会脱落。

这也就是为什么我们小时候掉牙,掉落的牙齿通常都没有牙根的原因。
这个时候的x线片是这个样子的↓

如果拨开皮肤和肌肉组织再剥去颌骨表面骨皮质,那么就是这样的↓

随着我们的整副恒牙在头骨中成形,能分化为成釉质细胞和成牙本质细胞的牙齿干细胞就失活了,我们人类也就没有了兔子、鲨鱼等这些动物在换牙方面的天赋异禀了。
不过,恒牙保护得好的话,还是可以使用一生的