已知饮食结构的卷尾猴科动物中，釉质棱镜角度的变化与硬物摄取行为

《American Journal of Biological Anthropology》：Enamel Prism Angle Variation and Hard-Object Feeding in Cercopithecoids With Known Diets

　　牙齿微观结构与饮食关系研究：以 cercopithecoid 为例

　　这项研究探讨了三种 cercopithecoid 猩猩（猴科）属中，釉质棱柱角度与食物硬度之间的关系。研究的主要目标是验证一个假设，即硬物取食（durophagous）的物种，如 *Cercocebus atys* 和 *Lophocebus albigena*，其釉质棱柱角度会更高，从而在该区域使釉质更加坚硬和稳固，而软物取食的 *Cercopithecus* 则不具备这种特征。此外，研究还进一步检验了 *Cercocebus atys*（常年硬物取食）和 *Lophocebus albigena*（偶发性硬物取食）在釉质棱柱角度上是否存在相似性。

### 研究背景与意义

在生物人类学领域，重建化石人类的饮食结构一直是核心研究目标之一。然而，从牙齿中识别可靠的饮食信号常常面临挑战。例如，东非的强壮型人类 *Paranthropus boisei* 的饮食生态仍然是一个令人困惑的问题，因为从牙齿形态推测的饮食与通过牙微磨损和釉质化学成分得出的结论存在不一致。这种不一致使得我们难以准确判断化石记录中硬物取食的特征。因此，理解现代灵长类动物牙齿结构与饮食之间的关系，有助于我们更好地解释化石记录中的类似特征。

本研究关注的是一种牙齿结构特征——釉质棱柱与磨损表面之间的角度。这种角度在灵长类动物中可能存在差异，从而反映不同饮食习惯的影响。通过比较 *Cercocebus atys*（常年硬物取食）、*Lophocebus albigena*（偶发性硬物取食）以及 *Cercopithecus*（软物取食）的釉质棱柱角度，研究希望揭示这些角度是否能够作为判断硬物取食的指标。此外，研究还试图评估硬物取食是否会对牙齿结构产生统一的适应性变化，无论是作为主要食物来源还是偶尔补充。

### 研究方法

研究使用了标准的牙齿切片方法，并通过 Motic BA 310 显微镜与 Moticam 摄像头获取图像。随后，利用 ImageJ FIJI 软件测量了棱柱和磨损角度。研究对象包括 13 个 *Cercocebus atys*、13 个 *Lophocebus albigena* 和 11 个 *Cercopithecus* 的磨牙。尽管样本数量在不同比较中有所变化，但研究者仍然能够从中得出有说服力的结论。

研究通过重复测量回归分析，评估了牙齿、属别、牙齿-属别交互作用以及磨损角度对棱柱角度的影响。结果表明，属别和磨损角度是显著的预测变量。配对比较进一步揭示了 *Cercocebus atys* 的棱柱角度显著高于 *Lophocebus albigena* 和 *Cercopithecus*，而 *Lophocebus albigena* 与 *Cercopithecus* 之间则没有显著差异。这一发现表明，虽然硬物取食对牙齿结构产生了影响，但这种影响在常年和偶发性硬物取食的物种之间并不完全一致。

### 研究发现

研究结果显示，釉质棱柱角度在不同属别之间存在显著差异。对于功能型尖端（Phase II 磨损面），*Cercocebus atys* 的棱柱角度显著高于 *Cercopithecus*，但与 *Lophocebus albigena* 没有明显差异。而在非功能型尖端（Phase I 磨损面），*Cercocebus atys* 的棱柱角度仍然显著高于其他两个属别，但 *Lophocebus albigena* 与 *Cercopithecus* 之间的差异并不显著。

研究还发现，棱柱角度与磨损角度之间存在一定的关系。对于非功能型尖端，棱柱角度与磨损角度呈负相关：磨损角度越大，棱柱角度越小。这种关系可能反映了牙齿在磨损过程中对釉质结构的适应性调整。然而，对于功能型尖端，这种相关性并不明显，表明功能型尖端的结构可能更多地受到食物硬度和咀嚼方式的影响。

### 讨论与分析

研究结果表明，硬物取食与釉质棱柱角度之间并非简单的线性关系。尽管 *Cercocebus atys* 作为常年硬物取食的物种，其棱柱角度显著高于软物取食的 *Cercopithecus*，但 *Lophocebus albigena* 作为偶发性硬物取食的物种，其棱柱角度却与软物取食的 *Cercopithecus* 没有显著差异。这表明，硬物取食虽然会对牙齿结构产生影响，但其影响程度可能因取食频率和模式的不同而有所变化。

这一发现对于理解化石记录中的硬物取食特征具有重要意义。过去的研究曾假设硬物取食会带来一致的牙齿适应性变化，但本研究的结果表明，这种假设可能过于简化。因此，在判断化石人类是否为硬物取食者时，仅依赖于釉质棱柱角度可能并不足够，还需要结合其他牙齿结构特征，如微磨损模式和釉质厚度等。

此外，研究还指出，釉质棱柱角度可能与牙齿的耐磨性和抗裂性有关。高棱柱角度可能有助于减少裂纹的扩展，提高牙齿的抗裂能力。然而，这种角度也可能对磨损产生一定影响，因为高棱柱角度的釉质在某些情况下可能更难被磨蚀。因此，釉质棱柱角度的变化可能反映了牙齿在不同食物硬度下的适应性策略，既包括抗裂，也包括耐磨。

### 研究限制与未来方向

本研究仅分析了上臼齿的棱柱角度，而未涉及下臼齿。虽然某些研究指出，下臼齿在硬物取食的适应性上可能更具代表性，但上臼齿的研究仍然提供了重要的信息。此外，研究中发现的棱柱角度与磨损角度之间的关系可能需要更多的数据来验证，尤其是在不同饮食习惯的物种中。

未来的研究可以扩展到更多灵长类动物，尤其是那些具有广泛饮食多样性或不同咀嚼模式的物种。这将有助于更全面地理解釉质棱柱角度与食物硬度之间的关系，并进一步验证这些角度是否能够作为判断硬物取食的可靠指标。此外，结合其他牙齿结构特征，如微磨损模式、釉质厚度和牙齿形态，可以提供更丰富的信息，从而更准确地重建古人类的饮食结构。

总之，这项研究为理解硬物取食与牙齿结构之间的关系提供了新的视角，也揭示了在化石记录中使用单一指标进行饮食推断的局限性。未来的研究需要更加综合的方法，结合多种牙齿特征，以更准确地重建古代灵长类动物的饮食生态。