[科普中國]-坐牢、生娃、更年期……牙齒會暴露你的多少秘密？

“人類的骨架就像是一盤磁帶?！迸e世聞名的法醫(yī)專家美普斯（William Maples）曾這樣比喻。

骨頭錚錚如鐵，磁帶柔軟細長，二者看似沒有太多共同之處——但在法醫(yī)和考古人類學家眼里，骨骼在生長過程中，可以如錄音磁帶一般記錄下人類生活的點滴。

（牙齒中的牙骨質(zhì)記載了我們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，供人類學家解碼來自過去的信息。不過，人類學家以往關(guān)注的主要是大尺寸的骨骼，比如肢骨、肋骨。而一項新的研究表明，牙齒中細微的牙骨質(zhì)也記載了我們生活中的大事件和生活方式。無論是生育、節(jié)食還是經(jīng)歷了艱難的歲月或是更年期，在牙骨質(zhì)上都有體現(xiàn)，甚至能夠指示一個人是否長期患病或曾被監(jiān)禁。

一顆牙上鐫刻的生命史

牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙骨質(zhì)、牙髓以及牙周膜等組成了牙齒及牙周組織。其中，人類學研究最常關(guān)注的是其中的 牙釉質(zhì)和牙本質(zhì) ，這兩種結(jié)構(gòu)對推斷個體在母親子宮里呆了多久以及斷奶時間都很有幫助。

（人齒的縱剖圖 | 參考文獻[1]）

但是，當牙齒成型后，形成牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的主要分泌物就停止分泌了。所以，個體后期的生命史，諸如何時發(fā)育停止、何時懷孕等，就難以從這兩個結(jié)構(gòu)中尋得蛛絲馬跡。

而牙骨質(zhì)則不同。牙骨質(zhì)在牙根表面逐年增長，就像年輪一樣，我們可以從中看到牙骨質(zhì)形成的“齒輪”。并且，在人類生活史研究方面，牙骨質(zhì)還有有一個顯著的優(yōu)點： 牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)受到外力作用會發(fā)生重塑 ，即外力使其密度發(fā)生變化，這就會影響它們對歷史的記錄——而 牙骨質(zhì)則只會隨時間不斷沉積，不會發(fā)生這種重塑 。

近期發(fā)表在《科學報告》（Scientific Reports）的一項研究，便是通過專門研究牙骨質(zhì)，通過觀察不同的牙骨質(zhì)層來追溯人的一生。

主導這項研究的，是紐約大學人類學系和牙科學院的博士保拉·切里托（Paola Cerrito），他和其他研究者們分析了已知生命史和病史的15個人的共47顆牙齒。 通過仔細研究牙骨質(zhì)的結(jié)構(gòu)，他們能夠準確推斷出不同時期的牙骨質(zhì)對應(yīng)的各種生活事件 。

解讀牙骨質(zhì)

要仔細解讀牙骨質(zhì)，先從精心切割、打磨牙齒切片開始。

牙釉質(zhì)是人體中最堅硬的部分，為此，研究者動用了金剛石刀片。先從牙齒中間切出一個縱截面，再削出一層約0.13毫米厚的切片。

然后是打磨。研究者逐次用600、800和1200目的砂紙對表面進行打磨片拋光。一平方英寸砂紙上，有1200個研磨微粒，就是1200目。目數(shù)越多，研磨的微粒越細。最后，用粘合劑固定在載玻片上的牙齒切片，厚度會縮減到0.10毫米左右。

為了選擇合適的觀測區(qū)域，研究者會先利用電腦選擇“牙輪”與牙骨質(zhì)-牙本質(zhì)交界面平行的區(qū)域，并確保這塊區(qū)域沒有受到牙部疾病等因素干擾。

在我們經(jīng)歷生命中的大事件時， 體內(nèi)礦物質(zhì)平衡會發(fā)生改變，從而會影響逐年生長的牙骨質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 。由于每一層的牙骨質(zhì)具體組成有差異，所以，當用偏振光照射牙齒切片時，牙骨質(zhì)部分會呈現(xiàn)出不同的顏色，在縱切面上形成明暗不同的層。

接下來，要怎么確定每一層牙骨質(zhì)對應(yīng)的年齡，從而將牙骨質(zhì)層與生命史中的大事件對應(yīng)起來呢？

以這顆下頜第四前臼齒的切片為例，它的主人是一位享年35歲的女性。

（偏振光源下，顯微鏡中看到的牙齒切片 | 參考文獻[2]）

虛線1處是牙骨質(zhì)-牙本質(zhì)的交界處，總的牙骨質(zhì)從虛線1長到了虛線4。這兩條虛線間的垂直距離，表示了這顆牙從長出直到主人離世的時間。從這兩條信息， 可以推算出牙骨質(zhì)的生長速度 。

虛線2和3是牙骨質(zhì)的兩處深色條紋，對應(yīng)了牙齒主人在這兩個時間節(jié)點分別經(jīng)歷了大事件。分別測量虛線2和3到虛線1的距離，并算入牙骨質(zhì)的生長速度，就可以 確定這兩條虛線對應(yīng)的年紀了 。

這位女性的上頜第二磨牙縱切圖中，出現(xiàn)了兩條相似的深色條紋。研究者已知這位女性分別在19歲和24歲生了孩子，其牙骨質(zhì)中呈現(xiàn)出的這兩個明顯深色條紋，也忠實地記錄下了主人的生育大事件。

（牙骨質(zhì)中兩條明顯的深色條紋，對應(yīng)著兩次妊娠 | 參考文獻[2]）

而在男性中，所有人的牙骨質(zhì)在17~20歲時，均出現(xiàn)了變化。在人的一生中，游離睪酮水平在剛出生時較高，童年時期較低，青春期時再次增加，于17歲左右達到峰值后下降。有研究表明，游離的睪酮可以誘導破骨細胞發(fā)生凋亡，從而抑制骨吸收。因此，研究者推測 男性該年齡前后牙骨質(zhì)上的變化，與游離睪酮水平改變有關(guān) 。

用切里托的話來說，這些 “牙輪”忠實地記錄了個人的生理經(jīng)歷和精神壓力 。無論是懷孕、疾病還是監(jiān)禁和更年期，都在牙骨質(zhì)上烙下了鮮明的永久印記。

能對生命史無所不知？尚有差距

但是，基于牙骨質(zhì)的事件指認方式，可能比起初看起來更為復(fù)雜。

盡管牙骨質(zhì)的分析可以識別出創(chuàng)傷經(jīng)歷，但 并非總能識別出事件的具體內(nèi)容 。例如，我們無法準確地判斷出，牙骨質(zhì)的改變是與監(jiān)禁還是生活方式的別的巨大變化有關(guān)。

同一個人的不同牙齒也可能因為牙部疾病、咀嚼習慣等因素影響，從而對同一個事件給出不同的時間定位。況且，最晚長出的智齒，其牙骨質(zhì)上可能會缺失早年經(jīng)歷的留下的印記。在這項研究中，作者表示用不同部位的牙齒測算生命中的大事件，平均誤差為1.44年，因此建議采用這種方法時，要盡量增加樣本牙齒的數(shù)量。

（牙齒的用處還挺多的 | Pixabay）

還有一個尷尬的問題是： 這項測試方法目前是具有破壞性的 ，因為需要把牙齒切開。而實際上，這項研究最初是想要用于調(diào)查已滅絕人類祖先生殖方式的。但在考古研究中，可不一定會讓你對珍貴的化石下狠手。

為此，研究者提出可以利用無損成像技術(shù)，比如相位襯度同步X射線（phase-contrast synchrotron X-ray）。因為解決了破壞性的問題，這種新穎的技術(shù)方法可能是考古學和人類學領(lǐng)域的寶貴工具，幫助我們“八卦”出更多人類祖先的生活秘聞。

未來的某一天，當我們的牙齒和生活日記展示在后人面前，不知他們又能從中解讀出多少動人的故事？

作者名片

編譯：蔡導

編輯：悲催的鉈寶寶，麥芽楊

審稿：Kamin

排版：雷穎

題圖來源：Pixabay

參考文獻：

[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