古脊椎所利用高精度CT設備研究巨猿牙齒獲新進展

發布時間：2013-08-09 10:52 原文鏈接：古脊椎所利用高精度CT設備研究巨猿牙齒獲新進展

　　步氏巨猿(Gigantopithecus blacki)是一種已經滅絕的古猿,在10萬-200萬年前的更新世時期廣泛生活于我國華南及越南北部地區，它體型龐大，推測其身高近3米，體重500公斤左右。巨猿具有厚實的下頜骨與巨大的臼齒，臼齒上覆蓋厚厚的釉質層、高高的齒冠和低矮的牙尖，這些特征介于猿類與人類之間，表明巨猿與人類有著非常親近的關系。自 1935年在香港中藥鋪首次發現巨猿化石以來，古生物學家為探明它的來龍去脈進行著孜孜不倦的研究工作。

　　巨猿牙齒的釉質厚度在探索巨猿食性、環境適應以及系統演化方面具有重要的指示意義。最近，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所張立召與趙凌霞利用顯微CT技術掃描大量巨猿牙齒材料，在計算機上構建巨猿牙齒化石的虛擬三維立體模型，基于虛擬模型對牙齒釉質厚度進行了全面測量，并經過深入地比較和分析，從牙齒釉質厚度角度探討了巨猿的食性適應和系統演化問題，研究成果發表在最新一期的《人類學學報》(第32卷第3期)上。

　　獲取釉質厚度數據的傳統方法是在破碎牙齒的斷裂面上測量釉質厚度，或者對牙齒進行切割、磨片，在切面上測量釉質厚度，這種具有破壞性的方法顯然不適用于珍貴的化石材料，并且這些傳統方法只能獲取二維釉質厚度數據，而無法實現對直接反映實際釉質厚度的三維數據進行測量。隨著中科院古脊椎所高精度CT設備的引進，在古脊椎所“一二三”規劃重點培育方向“高精度CT、同步輻射技術在古脊椎動物學研究的應用”的指引之下，文章第一作者張立召探索利用研究所225kv顯微CT設備對巨猿牙齒化石進行掃描，結合MIMICS和3-matic軟件等逆向工程軟件創建牙齒虛擬立體模型，實現了在不破壞化石的條件下同時測量牙齒的二維和三維釉質厚度，是利用CT技術測量化石靈長類釉質厚度在國內的首次應用。

　　該研究發現，巨猿的實測釉質厚度是目前所有已知現生和化石靈長類中最厚的，只有非洲粗壯的傍人、希臘的奧蘭諾古猿以及南非早期人屬成員與之接近。牙齒的相對釉質厚度指數考慮到了牙齒與身體大小的關聯因素，研究結果顯示巨猿的相對釉質厚度卻低于傍人、奧蘭諾古猿及南非早期人屬，表明在相同的體型大小條件下，巨猿的牙齒釉質并不是最厚的。哪些現生和化石靈長類相對釉質厚度與巨猿接近呢?某些中新世古猿、南方古猿、東非早期人屬、亞洲直立人以及現代人，甚至現生卷尾猴的相對釉質厚度指數與巨猿相近。

　　研究人員推測巨猿的厚釉質特征是適應當時生存環境及食性的結果。牙齒厚重的釉質層具有非常強的抗磨損功能，能適應長時間地咀嚼和研磨食物。結合牙齒的其他特征考慮，巨猿可能是堅定的素食主義者，棲息在亞熱帶森林環境中，長期以草類和各種果實為主要食物。巨猿的厚釉質可能是人類祖先的特征性狀，與古人類、現代人一起繼承了祖先的厚釉質特征，但隨著時間的推移，因為氣候變化、食性特化、體型龐大以及與古人類的生存競爭等等因素，巨猿最后走到了演化的終點——滅絕。

　　此項研究得到國家自然科學基金、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所“十二五”重點部署項目資助。