據最新一期《科學進展》雜志刊發的論文，英國科學家發現，古人類的第一個下巴從魚鰓進化而來，變得強壯和敏捷。研究人員認為，咬合的進化非常迅速，這被證明對人類和動物至關重要，因為它使他們能夠處理更多種類的食物。

據報道，布裡斯托爾大學的研究團隊研究了一種呼吸結構如何變成咬合結構。幾乎所有脊椎動物都有帶牙齒的下颚，它們最早是在4億多年前進化而來的。

研究人員此前知道，下巴是從鰓弓進化而來的，這是魚類中支持其鰓的一系列結構。

專家們發現，化石記錄中最早的颌骨在最大限度地提高它們的力量和速度之間陷入了權衡，但每種生物最終都以自己的方式進化了。

地球上最快的下巴是捕鼠蟻。

今天，地球上最快的下巴是捕鼠蟻，它關閉下巴的速度為78至145英裡/小時，比一眨眼的時間快2300倍。

最強的是鹹水鳄，它們可以以16460牛頓的咬合力關閉下巴，比人類的咬合力大30多倍。

研究人員收集了化石下巴在早期進化過程中的形狀數據，并建立了數學模型來描述它們的特征。

2015年，一個新發現的颚骨化石表明，第一個人類祖先大約在280萬年前出現在非洲，比人們想象的早40萬年。

這些模型使研究小組能夠推斷出廣泛的理論颚部形狀，這些理論上的颌骨被測試了它們的強度，如它們在咬合過程中斷裂的可能性有多大，以及它們的速度，它們可以多有效地被打開和關閉。

研究人員說，這兩種功能是一種權衡，也就是說，增加強度通常意味着降低速度，反之亦然。這意味着人類祖先必須通過進化來找到颚部既強大又快速的最佳方式。

對比真實和理論上的颌骨形狀發現，颌骨的進化一直被限制在具有最高速度和強度的形狀上。

人類祖先必須通過進化來找到颚部既強壯又快速的最佳方式。這些圖片從不同角度展示了在埃塞俄比亞Ledi-Geraru發現的颚骨。

具體來說，數據集中最早的颌骨是極其理想的，随着時間的推移，一些群體的進化已經偏離了這個最佳狀态。這些發現表明，咬合的進化是非常迅速的。

研究人員研究的生物之一是Dunkleosteus，它是一種頂級捕食者，在大約3.82到3.58億年前的泥盆紀時期稱霸海洋。它可以快速地打開和關閉下巴，以提供一個強大和緻命的咬合。

主要作者、布裡斯托爾大學的博士生威廉·迪肯表示，下颚是齧齒動物的一個極其重要的特征。它們不僅極為普遍，而且幾乎所有擁有它們的生物都以同樣的方式使用它們。這使得颌骨對于研究功能進化的人來說非常有用，來自非常不同的動物的非常不同的下巴可以用類似的方式進行測試。

共同作者、同樣來自布裡斯托爾大學的Philip Donoghue表示，最早的有颚脊椎動物有各種形狀和大小的颚，長期以來被認為反映了對不同功能的适應。研究表明，這種變化的大部分同樣是力量和速度的最佳選擇，使之成為可怕的捕食者。

文/南都記者 陳林

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