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不知道小伙伴们有没有过以下经历：在大笑或大口吃东西的时候，下巴突然掉了；或者匆忙之间多吞了几块饼干，下巴虽然没掉，却无法活动下颌将满口的饼干嚼碎，只能尴尬地等它在嘴巴里化掉一点后再吃掉。好好的下巴，为什么突然就不能用了呢？
这是因为，人类的口腔结构并不是为这些动度过大的操作而设计的。尤其像 " 大口吞食 " 这种动作，不仅人类，对现今的大多数哺乳动物来说，都是个挑战项目。到底是什么限制了我们的 " 大口吞 " 呢？
" 缩水 " 的下颌
想要 " 大口吞 "，毫无疑问你得先有个大口。而下颌骨作为头部唯一能活动的骨头，其比例及其尺寸是限制 " 大口吞 " 动作的重要因素。遗憾的是，今天大多数哺乳动物的下颌普遍都偏小。
河马是当今 " 陆地嘴巴最大动物 " 的记录保持者，但绝大多数哺乳动物下颌的尺寸及比例都相对偏小。图片：Jon Connell / Wikimedia Commons
不过，如果追溯回远古时期就会发现，我们的哺乳动物祖先还是有一段光辉 " 大口 " 史的。
布里斯托大学（University of Bristol）的 Stephan Lautenschalager 教授团队对哺乳动物及其远古祖先的下颌尺寸进行了综合分析。他们发现，哺乳动物下颌在进化过程中有明显变小的趋势，这一结果被发表在《自然》杂志上。
这棵哺乳动物演化树的上部是一些古老物种，而下部则是更现代的类群。我们可以很直观地看到，在演化过程中，哺乳动物及其祖先的下颌尺寸变得越来越小。图片：Lautenschlager S et al. / Nature（2018）
他们的研究表明，哺乳动物祖先（犬齿兽和真犬齿兽类）很多都具备" 大口吞 " 潜质——他们的下颌几乎个个都是 " 大块头 "，其大多数种类的下颌长度都超过了 100mm。
可是，现生的哺乳动物，长度却普遍小于 30mm。这样" 缩水 " 大趋势在进化上又有什么意义呢？
" 小身材 " 带来 " 大幸运 "
下颌变小，其实是哺乳动物身材变小的一个映射。而之所以变小，是为了更好的适应生存环境——在早期哺乳动物生存的时代，硕大无比的恐龙正在充当地球霸主横行天下，而我们的祖先只能 " 忍辱负重，苟且偷生 "。
在此等生存压力下，娇小的身材就带来了优势：一方面降低了被捕食者发现的概率，从而更容易存活；另一方面，和大块头的生物相比，它们的能量消耗很少，更有利于在资源稀缺的特殊自然时期中渡过难关（比如各种大灭绝事件），才能后来居上实现逆袭。
" 让我看看是这是哪个小可爱。" " 看不见我看不见我看不见我…… " 图片：Alexanderlovegrove
不过，下颌骨一变小，咬合力也就跟着变弱，对抗大块的食物也会变得吃力。所以许多哺乳动物及其祖先改变了食性，选择吃起来不费劲又更易找到的虫子、植物为食。另外有一些肉食哺乳动物通过加强咬肌来解决咬合力的问题。
人类在演化过程中则出现了一个特殊现象——吻部后缩。随着上下颌演化得愈加短小、后缩，吻部渐渐扁平。其直接的后果就是两侧嘴角的开裂缩小，导致嘴巴张不大，也就没有办法整吞大块食物了。
从侧面看，汪星人等哺乳动物具有向前突出的吻部，所以嘴角（虚线部分）的开裂又长又宽。而人类下颌骨后缩，使吻部扁平，并且嘴角也跟着缩短，最终造就了人类的小嘴。图片：Chris Barber / Flickr；Lihle Lynne / pixabay
同样是 " 大口吞 "，大部分爬行动物完成起来会容易很多——它们有的天生长着比例夸张的 " 血盆大口 "，比如鳄鱼。
一条正在 " 晒大口 " 的咸水鳄。 图片：Dave Watts / naturepl.com
有的则灵活度超群，能够通过" 下颌脱臼特技 "咽下数倍于自己体型的猎物，比如蛇类。蛇等爬行动物的下颌由多块骨骼组成，并且可以分成左、右两部分，在吞咬食物时得以向两侧撑开。我们常说，" 贪心不足蛇吞象 "。蛇虽然吃不了大象，但是一口吞下体型数倍于自己的袋鼠、小羊还是没问题的。
蛇出没！
怕蛇的朋友慎滑 ~
不是蛇恐的朋友们可以左滑查看 " 吃小羊的蛇 " 和 " 蛇的下颌骨 "。 图片：Alex Griffiths / Flickr；Stefan3345 / Wikimedia Commons
但要是让人类等哺乳动物去表演这种 " 嘴部特技 " 则是完全不可能的。原因很简单，哺乳动物的下颌骨普遍只有一整块，而蛇类等爬行动物的下颌则由至少 4 块骨头组成。要想像蛇嘴一样收缩自如，大概只能另辟蹊径了。
下颌骨 " 另谋高就 "
不过话说回来，哺乳动物和爬行动物其实有着共同的祖先。同样是下颌，在远古祖先那里还是" 组合套装 "，怎么传承到哺乳动物这一辈就变成" 集成版 "了呢？其余的下颌骨去哪了呢？
从进化谱系来看，哺乳动物与爬行动物都是早期羊膜动物的后代。图片：陆晓彧
实际上，这些骨头并没有完全 " 失业 "，而是去 " 另谋高就 " 了。比如说，本属于下颌的一块关节骨（Articular）就连同头骨中的方骨（Quadrate）一起，搬进了我们的中耳，摇身一变，成了三块听小骨中的锤骨（Malleus）和砧骨（Incus）。
哺乳动物下颌骨 " 小型化 "。图片：Philcha / Wikimedia Commons
这些下颌骨是如何 " 搬家 " 的呢？首先，这些骨头需要变得足够小；更重要的是，要让这些骨头从 " 日常工作 " 中解放出来——下颌的工作是承担咬合力，对于我们吃虫子、果子的哺乳动物祖先来说，没有那么大的咬合力也不妨碍生活。
随着下颌小型化和咬合力减弱，关节的压力也自然也就减弱了，原来用于承担压力的部分骨头就有机会 " 转业 " 了——比如跑到耳朵里提高我们的听力。
收获：出色的听觉和智力
下颌骨骼的这次搬家可谓是意义非凡，它们赋予了哺乳动物出色的听觉。爬行动物中的下颌骨数量虽多，但中耳只有一块骨头。外界声音直接通过鼓膜震动这唯一一块骨头，再传内耳里，其听觉效果比较差。
耳柱骨（Columella）是爬行动物、两栖动物和鸟类中耳中唯一的骨头（即图中红圈内的结构）。图片：pterosaurheresies.wordpress.com
而哺乳动物就不一样了，我们的三块听小骨，串联成链。它们像放大器一样，将震动放大后传到内耳，使我们能分辨出更轻微的声响。听力的大大提高不仅对哺乳动物的生存有着重大帮助，更为智力发展奠定了基础。
人类的三块中耳耳骨。图片：US Government / Wikimedia Commons
所以说，我们的哺乳动物祖先放弃了 " 大块头 " 和 " 大嘴巴 "，但最终却通过了大自然的考验，成为生物大灭绝事件的幸存者。如此看来，下颌骨的诸多 " 自我牺牲 "，也着实为哺乳动物今日 " 称霸 " 世界助了一臂之力。
本文经授权转自我是科学家 iScientist。
可以尽情张大嘴的两位 :
河马
黑眉锦蛇
本文首发于果壳我是科学家 iScientist
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发表于 2019-1-17 11:02:16
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