對於喜愛化石的朋友來說,動物的牙齒應該最感到熟悉,因為牙齒是動物身上最堅硬的部位,在動物死亡之後,最容易保存下來形成化石。而牙齒的化石也正是古生物學家探究動物的起源、發展與演化之重要線索。藉由牙齒的型態與構造,我們可以推測動物的食性與行為模式。對於已經消失滅絕的生物,也可藉由其所保留下來的牙齒化石,來推演過去生物的食性、生活環境以及與其它生物間的演化親緣關係。
在哺乳動物的演化過程中,臼齒的型態由具有三尖突起的原始雛形開始發展,隨著食物的不同,適切地產生改變。精確的食物處理機制正表現在哺乳動物的牙齒上。哺乳動物的牙齒發展出多種型態,得以攝取各種不同的食物。例如:肉食性哺乳動物的犬齒,能夠穿刺、拉扯與撕裂獵物,上下臼齒能像剪刀一樣有效率地切剪食物;食植性的哺乳動物具有寬平且齒冠相連結的臼齒,利用牙齒表面高起的齒稜,左右碾磨富含纖維質的樹葉、莖、葉、果實與種子等食物;雜食性的哺乳動物則具有較鈍的犬齒與瘤狀突起的臼齒,能夠捶打與搗毀食物。當然,還有許許多多的食性特殊的哺乳動物,也反映在牙齒的構造上,例如牙齒退化的食蟻獸以及具有鬚板行濾食性的鬚鯨。
肉食性哺乳動物(包括獅子、老虎、犬等)以其他動物為主要食物,牙齒的功能在於能夠執行穿刺、拉扯、撕裂和切割等作用。肉食動物利用尖長的犬齒刺入獵物並緊緊地咬住或拉扯使獵物死亡,刀片狀的臼齒則進行撕裂與切割。肉食性哺乳動物的上顎臼齒與下頜臼齒精準且契合的排列,使得咀嚼時臼齒能夠上下緊貼著咬合,而能夠像剪刀般有效率地切割食物。這種具有切割功能的上下臼齒稱為切裂臼齒(carnassials)。以犬為例,切裂臼齒由上顎的第四顆前臼齒(P4)和下頜的第一顆臼齒(m1)所組成,能將堅韌的肉切成較小的肉片,以利後續的吞食和消化。
除了尖利的牙齒之外,肉食性哺乳動物亦需具備銳利的前爪來捕捉獵物,而且通常都是先用前爪抓住獵物被之後,才開始進行啖咬。此外,主動掠食的肉食性哺乳動物,其雙眼位於頭骨朝前的位置,如此一來,雙眼可以提供能夠對焦的立體視覺,準確地判斷獵物的所在距離,再進一步決定是否追捕。相對而言,被捕食的植食性哺乳動物,其雙眼位於頭部的側面,提供了寬廣的視野,可以監視周遭掠食者的出沒。
植食性哺乳動物是以植物為主要食物,包括草、嫩枝、樹葉、根、果實、種子等。植食性哺乳動物上顎和下頜大都能夠左右運動,使得牠們的臼齒能研磨堅韌的植物纖維或堅硬的果實和種子。植食性動物的齒冠大都連結在一起,以擴大口腔中的研磨咀嚼面。在反芻性偶蹄類(鹿、牛、羊)的臼齒咀嚼面上,琺瑯質呈現較為規則的半月型排列,稱為月齒型臼齒(selenodont);而奇蹄類動物(馬、犀牛)的臼齒則呈現橫脊交錯的排列,稱為脊狀型臼齒(lophodont)。大多數的植食性哺乳動物犬齒都已經退化甚至完全消失。
在植食性哺乳動物中,奇蹄類動物和反芻性偶蹄類動物,分別表現了不同的攝食模式與消化吸收的機能。非反芻性的植食動物(馬)必須攝食大量的纖維素食物,因此下頜肌肉發達,下頜骨也顯得較為厚長;反芻性植食動物(長頸鹿),能藉由反芻將食物多次咀嚼,充分吸收養分,所以消耗較少的食物,也使得下頜骨和下頜肌肉顯得較為纖細。奇蹄類動物大都保留了上、下門齒,能夠切割植物進食;而反芻性偶蹄類動物則缺乏上門齒,但能利用嘴唇與舌頭捲握食物,拉至下門齒進行撕裂切割,然後送至後方的臼齒研磨。
雜食性哺乳動物既吃肉也吃植物,牠們同時具有可以處理植物和動物的牙齒。包括熊、豬、狒狒等都屬於雜食性哺乳動物。雜食性哺乳動物的犬齒雖然較鈍,但是仍可輕易地撕扯肉類食物;臼齒則具有寬廣的表面,用來碾磨搗碎植物類食物。大多數雜食性哺乳動物的臼齒在咀嚼面上,具有圓狀高低不等的錐突,而且上下臼齒能夠精準地對接咬合。所以除了研磨之外,臼齒能將食物碾斷,亦能上下撞擊,將食物搗成糊狀。一般而言,雜食性哺乳動物的臼齒相當堅硬耐撞,因為必須承擔牙齒上下撞擊的力量而不致裂開。
目前,位於台中的國立自然科學博物館正展出一項『咬牙切齒』特展,以哺乳動物最具特色之牙齒結構與功能為主軸,展示哺乳動物牙齒的多樣結構、作用機制與相對應之食性。在這項特展中,觀眾將可近距離地觀察哺乳動物的頭骨、牙齒、骨架等結構特徵,特別是牙齒的特異變化與食性關係,並搭配各類代表性的齒式模型,模擬牙齒的穿刺、切割、研磨等作用,觀眾可經由操作機械模型,瞭解「咬牙切齒」的機械作用模式,值得所有化石愛好者一同前來參觀。