古生物学者: 先生、歯科の予約を取ってください!

制作：中国科学普及協会

著者：コメイチレン

プロデューサー: 中国科学博覧会

今日は世界口腔デーです。自分の口腔の問題に注意を払うだけでなく、注意に値する口腔の問題がいくつかありますが、それらは古代の生物に属しています。

マンモス、ティラノサウルス、メガロドン…古代の生物に関して、その巨大な体の大きさ以外に私たちに最も印象に残るのは、その独特で雄大な歯かもしれません。これらの自然に進化した歯は、彼らの生存と繁殖の鍵の一つでもあります。実際、歯の問題は地球上で何億年も前から存在しています。デボン紀と石炭紀の魚に歯があった頃から、動物には歯の病気が存在していました。

「ドラゴン」の歯：折れた場合は交換できるので素晴らしいですが、それでも時々歯科医に診てもらう必要があります。

恐竜ほど有名な古代の生物は存在しません。恐竜は中生代で最も繁栄した脊椎動物でした。彼らは1億4000万年にわたって地球の陸上生態系を支配し、多くの巨大な骨格化石を残しました。ティラノサウルス・レックスは最大級の肉食恐竜の一つです。口の中には約60本の鋸歯状の歯があり、長さは最大30センチでノミのような形をしており、威圧感を与えます。

これらの巨大な歯は恐竜の狩猟活動に欠かせない役割を果たしました。ティラノサウルス・レックスの前歯は密集しており、獲物を噛んだり、もがいているときに獲物の引きずりに耐えたりするのに使われました。一方、側歯はより広く間隔が空いており、獲物を殺した後に肉を引き裂くのに使われました。肉を噛んだり骨を取り除いたりする過程で、歯は相当の引っ張り、衝突、摩擦を受け、磨耗したり、折れたりします。

ティラノサウルス・レックスが小型の鳥盤類恐竜（模型）を捕食している様子。人間に比べて頭と歯が非常に巨大であったことがわかります。

画像提供: Block Club Chicago

幸いなことに、恐竜には祖先から受け継がれた秘密があります。それは歯の交換です。サメと同じように、恐竜も歯を再生して置き換えることができました。歯の入れ替えは、まず外側に露出している歯冠が外れ、歯茎に包まれている歯根が吸収されて新しい歯に置き換わります。

ほとんどの恐竜はすぐに歯が生え変わりました。成体の恐竜の中には、2か月で口の中の歯がすべて生え変わり、一生の間に何千本もの歯が生え変わるものもいた。このような頻繁な歯の入れ替わりでは、細菌が虫歯を形成する時間がほとんどないため、恐竜などの歯が入れ替わる動物の歯の化石では歯科疾患が見つかることはほとんどありません。

恐竜の口の中の歯の状態。すぐに交換されました（図）

画像提供: アデルフィ大学

しかし、例外は常に存在します。これらの不運な生き物は恐竜ではなく、その近縁種であるモササウルス類と魚竜類でした。名前に「ドラゴン」という言葉が含まれるこれらの動物はすべて、同じグループ、つまり竜脚類に属します。恐竜と同様に、このグループの動物は歯を交換する能力を持っていますが、歯が交換できるからといって安心していられるわけではありません。

ベルギーの博物館に収蔵されたモササウルスの頭蓋骨には、下顎に明らかな感染の兆候が見られた。下顎の歯根付近の骨の肥大と壊死、歯の根管は細菌でいっぱいのようで、膿が溢れた兆候があり、象牙質の端には明らかに虫歯があった。

オーストラリアで発見されたAMF98273という番号の魚竜の化石の前歯の内側にも、はっきりとしたU字型の空洞が見られた。人間の虫歯と同じように、虫歯はエナメル質層を貫通してその下の象牙質にまで達し、内部に空洞を残しました。これは明らかに細菌感染に関連していました。

言わないで、見ているだけで痛いよ！

魚竜標本AMF98273の罹患歯。DCは虫歯腔を示す。

画像出典：参考文献[2]

歯は交換できるのに、なぜ虫歯になるのでしょうか?これは彼らの悪い「生活習慣」に関係しています。モササウルス類も魚竜類も、現代のクジラやイルカと同じように水中に生息し、水中の魚やイカなどを食べていました。これらの生物を捕まえるために、彼らは多数の歯を持っています。それぞれの歯は非常に小さく、獲物を噛むときの摩擦を増やし、獲物が逃げないようにするために、肺胞上に密集して配置されています。

しかし、この配置では歯根の間にほとんど隙間がなく、人間と同様に歯と歯の間には狭い亀裂のような隙間しかなく、そこに食べ物の破片が簡単に挟まってしまいます。人間は誰でも、歯に食べ物が挟まったときの不快感を経験したことがあるでしょう。しかし、これらの水生動物にはデンタルフロスどころか手もないので、食べかすを取り除くことはできず、歯の隙間で腐ってしまうだけであり、細菌が繁殖して虫歯を引き起こす原因となります。

同時に、肉食恐竜のように歯で食べ物を切る必要がなく、噛むだけでよいため、歯の摩耗が少なく、頻繁に交換する必要がありません。そのため、魚竜やモササウルス類の歯が生え変わる速度も比較的遅い。

残留物が多く、スペースが狭く、細菌が大量に増殖し、歯の入れ替えでは除去できないため、虫歯が発生するのは当然です。虫歯になった歯は活力を失い、抜けたり吸収されたりすることができなくなり、生涯にわたって再生する能力を失います。

幸いなことに、どちらの動物も口の中に何百本もの歯があり、小さな歯を失っても大きな影響はありませんが、人間を含む哺乳類など他の種類の生き物の場合は異なります。

動物の歯：一生に一度しか交換できず、歯の病気は終わりのない苦しみを引き起こす

猫や犬などの哺乳類は人間の生活の中で最高の遊び相手ですが、彼らも歯が生え変わるということを知っている人はほとんどいません。人間と同様に、ほとんどの哺乳類は「二重歯」を持っています。つまり、未成年のときは乳歯があり、成人すると永久歯に生え変わります。一部の哺乳類（クジラなど）は歯が 1 セットしかなく、生涯を通じて歯が生え変わることはありません。

しかし、どんな種類の哺乳類であっても、歯の数は限られています。歯は何十年も使い続けるので、歯の病気にかからない人はほとんどいません。絶滅した哺乳類の中には、虫歯などの問題を抱えている例も数多くあります。

ヨーロッパのマンモス、マストドン、初期のホラアナグマの化石化した歯の中に虫歯が発見されています。その中でも、ゾウに最も多く見られるのは虫歯です。これは、ゾウの寿命が非常に長く、細菌が歯の表面を腐食させて虫歯を引き起こすのに十分な時間があるためです。マンモスの化石臼歯の後歯冠の上に不規則な窪みが発見された。深さは約6mmです。腔口は楕円形で、水平方向の幅は3cmです。表面は不規則に侵食されています。この虫歯の穴は人間の歯の9倍の大きさです。

問題のもう1本の歯は、マンモスの近縁種であるアメリカマストドン（Mastodon americanus）のものだった。この歯は上歯の前側と唇に近い側に虫歯がありました。それは左下顎の最後から2番目の大臼歯であり、草を噛むのに重要な役割を果たしていました。

興味深いことに、この歯の摩耗パターンは他の歯とは異なります。唇に近い側は摩耗が少なく、舌に面した側は摩耗が多くなります。これは、マストドンが意識的に虫歯から離れた歯の位置を使用していたことを示しており、生きているときに虫歯による痛みを感じていた可能性があることを示しています。

同時に、罹患歯に隣接する歯の表面に欠陥が現れ、近くの歯肉も増殖して変化し、重度の虫歯が隣接する歯に広がっていることを示しました。人間でも同じことが言えます。歯医者が怖くて、歯痛を治すために鎮痛剤を飲むと、適切なタイミングで治療されない虫歯はどんどん深刻になり、最終的には歯槽骨の変化や瘻孔などを引き起こし、細菌が他の歯に広がり、すべての良い歯が悪い歯に変わってしまいます。

したがって、歯痛が起こったら、痛みが治まったらすぐに治療を受けるのが最善です。結局のところ、麻酔の効果により、歯の修復は特に痛みを伴うことはありません。

アメリカマストドン (Mastodon americanus)

画像出典: WHIO-TV

マストドンの歯は幅が広く、平らで、先端が尖っており、植物をすり潰すのに適していました。

画像提供: ケンタッキー大学

哺乳類が虫歯になる理由も、食物残渣の保持と発酵に深く関係しています。古代生物の化石記録の中で最も重度の虫歯の例はマナティー（Manatus senegalensis）で、その歯列には多数の虫歯のある臼歯があり、これはマナティーの生活習慣に関係している可能性があります。

マナティーは大量の植物を食べた後、眠くなり、鼻を水面上に出して小川で昼寝を始めます。この睡眠期間中、食べ物は歯の間の隙間で発酵し、酸が生成されて健康な歯の灰分が除去され、柔らかくなり、細菌が侵入して虫歯を引き起こします。食後は血液が消化器系に入り、脳への酸素供給が減少するため眠気を感じるので、食後に寝ることを好む人もいます。しかし、これは歯に大きなダメージを与える可能性があります。

人が通常の睡眠状態にあるとき、唾液の分泌量が減少し、唾液中のアルカリ性物質も減少し、口の酸塩基バランスを維持する能力が低下します。口の中の pH レベルは時間の経過とともに低下し、酸性度が増します。 pH が 5.5 を下回ると、歯が溶けてカルシウムが失われ、細菌が侵入して虫歯を引き起こします。

したがって、口腔衛生を維持し、定期的に歯を磨き、口をすすぐこと、特に就寝前に歯を磨くことは、口内の細菌と酸性環境を効果的に制御し、口腔疾患の発生を防ぐことができます。

現存するマナティーは背中に草が生えており、あまり勤勉ではないことがわかります。

食後すぐに寝ると歯に悪影響があります。

画像出典: ウィキメディア・コモンズ

もう一つの驚くべき事実は、古代生物の化石では、歯の損傷、骨折、摩耗などの機械的損傷が直接虫歯につながることはほとんどないということです。損傷を受けた後、一部の歯は最終的に抜け落ちますが、他の歯は歯茎の中に半分固定されたまま残ります。しかし、外傷によって生じた虫歯の化石はほとんど見つかっておらず、口や歯の中に食べ物が残っていることが虫歯の主な原因である可能性が示唆されています。

これは、定期的に、または食後に歯を磨くことが非常に重要であることを示しています。食べ物の残留物を長期間残さなければ、虫歯は完全に軽減または回避できます。もちろん、デンタルフロス、爪楊枝、マウスウォッシュなどの他の清掃用具を使用することもできます。残留物によって歯を柔らかくする酸が生成されない限り、虫歯菌が侵入する余地はありません。

デンタルフロスは歯の隙間の汚れを取り除くことができ、歯磨きと併用することができます。

画像提供: ノースサイド歯科クリニック

魚の歯：珍しくて見落とされやすいが、歯の病気の元祖

ドラゴンの歯や動物の歯と比較すると、魚の歯の存在感ははるかに低いです。魚類は歯が小さく、数も少ないため、見過ごされがちですが、歯を持った最初の動物であり、当然ながら歯の病気の元祖でもあります。

これまでに発見された歯科疾患の最も古い記録は、ロシアのペルム紀の「コノドント」である。現代のヤツメウナギに似た顎のない魚です。人々はその「歯」に寄生虫によって生じた侵食穴を発見した。侵食穴は虫歯ではないことに注意する必要があります。

実際、魚の寿命は短く、歯は交換可能であるため、真の虫歯は魚にはほとんど見られません。最も一般的な歯科疾患は、歯の増殖によって引き起こされる歯牙腫です。

フロリダ大学の熱帯水産養殖研究所はかつて、歯の腫瘍のある魚を「診断」したことがある。これは成体のカクレクマノミでした。上顎と下顎の唇の右端に腫れ物が現れました。腫れはどんどん大きくなり、魚は口を開けて餌を食べることが難しくなり、体調も悪化し始めた。

科学者らは魚を麻酔し、No.11メスの刃を使って腫瘍を取り除き、その後滅菌した。すぐに、カクレクマノミは麻酔から回復し、24時間以内に再び食べ始めました。切除した部分を顕微鏡で検査したところ、歯が無秩序に増殖することで生じる歯牙腫であることが判明した。

歯腫のあるクマノミは、口の中に小さな歯のある腫瘍のような構造をしています。

画像出典：参考文献[4]

顕微鏡で見ると、歯牙腫の歯のような構造が見えます。

画像出典：参考文献[4]

魚類の歯の腫瘍は慢性的な外傷や炎症に関連している可能性があります。これは、カクレクマノミの生殖行動では産卵前に口を使って産卵場所を掃除するため、口腔が損傷し病変が生じやすくなるためです。歯牙腫は私たちの魚類の祖先からも人間に受け継がれましたが、人間の歯牙腫は一般的にそれほど深刻ではなく、口の中にゆっくりと成長する骨塊として現れるだけです。

ほとんどの歯牙腫には症状がありません。歯牙腫が生活に支障をきたすほど大きくなった場合は、手術で除去することもできます。祖先の魚から受け継がれたこの歯の病気は、虫歯に比べると発症率が低く、症状も軽いため、あまり心配する必要はありません。

結論

この記事で言及されている古代の生物の多くは絶滅していますが、彼らの歯の問題は口腔の健康を守ることの重要性を物語っています。現代社会において、歯科疾患は依然として世界的な公衆衛生問題であり、私たちの生活の質と健康に影響を及ぼしています。古生物学者が化石について行った研究から、良好な口腔衛生を維持し、定期的に歯を磨き、定期的に口腔検査を受けることが歯科疾患を予防する鍵であると結論付けることができます。

編集者：孫晨宇

参考文献:

[1]Moodie R L. 病気の古代に関する古生物学的証拠[J].サイエンティフィック・マンスリー、1918年、7(3):265-281。

[2]キア、ベンジャミンP.（2001）。白亜紀初期の魚竜の虫歯。 Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeeontology、25(4)、387–390。土井:10.1080/03115510108619228

[3]Balaguer J、Alba D M.カタルーニャ（イベリア半島北東部）の始新世から発見されたジュゴンの新種（海牛目、ジュゴン科）[J]。 Comptes Rendus Palevol、2016、15(5): 489-500。

[4]Vorbach BS、Wolf JC、Yanong R P. 2 つの長いひれを持つカクレクマノミ (Amphiprion ocellaris) の歯牙腫。獣医診断研究ジャーナル、2018年、30(1):136-139。

[5]ウォリスE、ウォリスCE.古代と現代の歯科[J] 20世紀の科学の進歩（1906-1916）、1915年、9（35）：500-509。

[6]ベルトッツォ F、マヌッチ F、デンプシー M、他。パラサウロロフス・ワルケリ（恐竜類：ハドロサウルス科）のタイプ標本における古病理学的病変の説明と病因、および項部靭帯の再構築の提案[J]。解剖学ジャーナル、2021年、238(5):1055-1069。