在滿口牙齒裡面，智齒來得最晚，可能也最會惹麻煩。當不少人還在忙著處理麻煩的時候，有一群科學家卻在關心智齒為什麼來得晚……
人類的智齒通常要等到17歲之後才會萌出。它們出現的時間太晚，晚到出現時人類的心智已趨於成熟，這才得了個“智齒”的名號。
許多人的智齒還因為生長空間不夠或角度不對，而被先長出的那些牙齒阻擋，無法正常萌出。你可能也被智齒的問題折磨過，那麼會不會比較好奇，智齒為何那麼晚才長？
最近，亞利桑那州立大學的科學家們在一項發表於《科學·進展》的新研究中，透過分析21種靈長類動物的頭骨，得出了人類智齒姍姍來遲的原因：一是人類的頜骨太短，二是人類的生命節奏太慢。
他們甚至認為，這項研究發表後，智齒晚生之謎就算徹底解開了。
我的下頜骨“大器晚成”
其實，人類並非只有智齒長得晚。
圖片來源：Henry Gray
我們用來磨碎食物的那些牙齒叫“磨牙”（molar），也叫臼齒。人類的第一磨牙在6歲左右萌出，所以又叫“六齡齒”。第二磨牙在12歲左右萌出，第三磨牙在18歲左右萌出，就是智齒。
相比之下，其他靈長類動物的磨牙沒有這麼晚到。比如，黑猩猩的第一、第二、第三磨牙分別在3歲、6歲和10歲附近萌出；恆河猴萌出磨牙的時間則是在1歲、3歲和5歲附近。
牙齒萌出的時間，按其到達整排牙齒的牙合平面的時間計（圖片來源：原論文）
也就是說，人類每一顆磨牙萌出的時間都比較晚，整個磨牙進度條都比其他靈長類動物要慢。
這很可能跟人頜骨的生長有關聯。拿下頜骨來說，科學家發現人類的下頜牙弓（就是下牙排列成的U形），直到22歲才不再繼續伸長；相比之下，恆河猴下頜牙弓的長度通常在7歲前就停止變化了，黑猩猩則是在12歲附近。而這些資料，與相應物種第三磨牙（智齒）萌出的年齡十分相近。
人類的下頜骨到22歲時才會停止生長（圖片來源：Wikimedia Commons）
一種直觀的解釋可能是：唯有下頜骨生得夠長，才容得下那麼多牙齒。
對還沒換牙的幼童來說，下頜骨的尺寸只需滿足10顆乳牙的生長。但在往後的人生中，他們下排的10顆乳牙會被14-16顆恆牙取代，所需空間也大得多。每多長一顆牙，都需要下頜骨給出足夠的空位。
乳牙牙弓（左）與恆牙牙弓（右），提供的空間明顯不同（圖片來源：mouthpower）
既然人類下頜骨的生長期比其他靈長類更長，第一、第二、第三磨牙的“等位”時間拉長也就不足為奇。
但我們的下頜骨又為什麼要生長那麼多年呢？科學家覺得，這很可能和人類的生命節奏有關。比如，人類斷奶比其他靈長類晚，性成熟比其他靈長類晚，去世的年齡也比其他靈長類晚。而下頜骨和牙齒的生長時間，可能同樣是生命節奏的一部分。
當然，人類的下頜骨不只是比其他靈長類生長更久，最終的長度也比較短，幾乎不會突出於腦顱。這兩個因素會一同限制牙齒生長的空間，可能也因此延後了智齒生長的合適時間。
現代人類（左）的下頜骨短，面部也就不太突出，位置幾乎在腦顱的正下方（圖片來源：Alec Solomita）
其實，從前的科學家們就常常把智齒出現的時間跟頜骨生長以及生命節奏放在一起討論。不過現在，團隊透過分析不同靈長類動物的頭骨，為這樣的想法提供了更充分的依據。
安全是頭等大事
磨牙生長需要足夠的空間，但“足夠空間”不光是要容納多一顆牙這樣簡單。因為單單靠牙齒並不能咬碎食物，它們只是咀嚼系統的一部分，必須有肌肉和骨骼的幫助才能工作。
因此，頜骨提供的空間不僅需要容納一顆又一顆牙齒，還得保障人類安全地咀嚼。畢竟，牙齒的咀嚼力大約在5-10公斤，一旦傷到自己並不會好過。
而談到咀嚼系統的安全效能，就不得不提顳下頜關節（TMJ）：它們連線了下頜骨與頭骨，幫助人類實現嘴巴開合的動作。這個十分重要的部位也十分脆弱，容易受傷。
顳下頜關節（TMJ），頭骨的左右側各有一處（圖片來源：Alila Medical Media）
科學家推測，智齒出現的時間和位置，都是為了保障咀嚼系統的安全，防止TMJ關節受損。為了證實這個推測，團隊給21種靈長類動物的頭骨做了3D建模，每個物種的頭骨樣本來自多個不同的年齡段。
一個3D模型中有38個標誌位，包括牙齒的位置和各種咀嚼肌的起止點。它們的三維座標反映了頭骨尺寸和咀嚼系統的結構。另外，模型還體現了咀嚼肌的力學資訊，也就是肌肉的作用線。
A為38個標誌位，B為肌肉力學資訊 圖片來源：原論文
當科學家在一個物種的3D模型中，加入這個物種下頜骨的生長速度資料，以及下頜骨的生長時間（duration）資料時，發現磨牙萌出的時間幾乎完全取決於下頜骨的生長的速度和時間。這表示，智齒萌出晚確實受到了頜骨的影響。
他們還發現，智齒生長的位置，也受到了幾種咀嚼肌的限制。來自顳肌、咬肌和翼內肌的力，共同構成了一個代表力的向量。而智齒總是長在這個向量的位置之前，假如在向量位置的後面發生咬合，咀嚼系統的主角——TMJ關節就會承受牽張力，這可能對整個系統造成破壞。
至此，科學家已經完全相信：智齒要在頜骨生長到空間夠大、能找到一個適合生長的安全位置時，才會萌出。這也是自然選擇的結果。
所以，現在只剩一個問題了。
真的和壽命有關嗎？
或許你還記得，上文提到人類下頜牙弓要到大約22歲才不再變長，而這也幾乎是下頜骨停止生長的時間。其實，科學家一共調查了5種靈長類動物的下頜牙弓。他們要檢驗的是，下頜牙弓長度停止變化的年齡，能不能用來預測物種的生命節奏，比如預測腦的大小和首次生育的年齡。
在研究中，他們發現有一組指標與下頜牙弓長度的增長速率有顯著相關性，這組指標與下頜牙弓長度停止增長的年齡也有顯著相關性。而這組指標包含了腦的大小、首次生育的年齡、兩次生育的時間間隔，以及妊娠所需時長等等與生命節奏相關的資訊。
經過主成分分析（PCA）後，上述的一組指標的第一主成分與下頜牙弓的長度變化相關（圖片來源：原論文）
也就是說，下頜牙弓長度停止變化的年齡（或下頜骨停止增長的年齡），可以用來推測與生命節奏有關的資訊。由此科學家認定，人類頜骨漫長的生長期，與我們的生命節奏密切相關。這就是說，我們的智齒萌出得晚，也與緩慢的生命節奏有關。
作者：栗子
編輯：張鵬
責任編輯：任荃
轉載：環球科學
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