【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】古人常以“齒序”指代年齡大小的次序，《水滸傳》中宋江就曾對李逵說，朱仝“論齒序他也是你哥哥”。牙齒與年齡的關系來自馬一年長一對牙的生長特征。而馬牙也經(jīng)常作為判斷馬齡的重要依據(jù)出現(xiàn)古代相馬、養(yǎng)馬的專業(yè)書籍中。人類的牙齒不像馬一樣與身體發(fā)育有著明顯的聯(lián)系，但牙齒同樣記錄著人體的信息。
在考古研究中，通過對牙齒化石同位素的分析，古人類學家可以重建古人類的飲食結構、判斷古人類哺乳時間長短和斷奶時間、揭示古人類的發(fā)育、營養(yǎng)和疾病狀況等。但是根據(jù)同位素分析的結果無法推測出一個人完整的生命軌跡，因此研究者將方向轉向了牙齒中牙骨質的結構分析。
牙骨質是覆蓋在牙根表面的薄層骨樣組織，與牙齒成型之后就停止生長的牙釉質和牙本質不同，牙骨質具有不斷新生的特點，可以在牙根表面成層沉積，就像樹木的年輪一樣。而且牙骨質也不會像牙釉質和牙本質那樣，受到外力作用后自身的密度可能發(fā)生改變，影響對身體狀況的記錄。因此牙骨質是通過牙齒結構追溯人體一生經(jīng)歷的重大身體變化的理想研究對象。
紐約大學的研究團隊近期在《科學報告》上發(fā)表一項研究。他們從已知生命史和病史的15個人身上收集了47顆牙齒，對這些牙齒的牙骨質結構進行組織形態(tài)學分析后，研究人員準確將不同時期的牙骨質與個人生理經(jīng)歷一一對應。
組成牙齒的礦物質來自身體內(nèi)部，因此當人體經(jīng)歷重要的生理事件，例如生育，體內(nèi)的礦物質平衡就會出現(xiàn)變化，從而使這個時期形成的牙骨質的微觀結構發(fā)生改變。研究人員利用偏振光顯微鏡對牙骨質的切片進行了觀察研究。
偏振光顯微鏡是在光學顯微鏡的基礎上增加了偏振鏡和檢偏振器，從而使顯微鏡可以通過檢查樣品的“各向異性”和“雙折射性”檢測樣品中的有序結構、折射光學性質以及分析某些組織中的化學成分。在生物樣品中，牙齒在光學上具有“各向異性”的特征，在偏振光的照射下，微觀結構不同的牙骨質會呈現(xiàn)不同的顏色，在顯微鏡下形成明暗不同的分層。研究者在一位享年35歲女性的牙骨質縱切圖中發(fā)現(xiàn)了兩條深色帶，對應的是這位女性經(jīng)歷的兩次生育事件。
由于牙骨質的分泌速度在人體生命周期內(nèi)基本恒定，因此通過不同顏色的厚度帶與牙釉質總厚度之間的比例關系，就可以計算對應的生理事件持續(xù)的時間以及事件發(fā)生時人體的年齡。研究人員計算得出這為女性生育的時間分別為19歲和24歲。
除了女性的生育和絕經(jīng)事件之外，男性游離睪酮水平的變化以及人體患病經(jīng)歷等事件都會在牙骨質上留下痕跡。然而偏振光顯微鏡觀察到的牙骨質微觀結構的變化信息有限，雖然可以辨別出一個人在生命的某一階段經(jīng)歷了某一影響身體礦物質平衡的重大事件，但并不能完全識別事件的具體內(nèi)容。此外，偏振光顯微鏡對樣品的制備是具有破壞性的，而且要求較高，牙齒樣品的厚度需要縮減到0.10毫米左右。這也限制了這種方法在考古學上的應用。
目前研究者正在考慮利用相位襯度同步X射線等無損成像技術解決樣品破壞問題。如果成功的話，考古學家就可以從古人類牙齒化石上獲取更多的信息，解讀出更多的故事，對古人類的了解也將進一步深入。
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