恐竜の歯

特定の解剖学的特徴を調べるには、異なる標本が適しています。たとえば、歯の付着を研究するには、顎の中に歯がそのまま残っている標本が必要です。なぜなら、歯が単独であると、この情報が失われてしまうからです。^{[ 6 ]}一方、歯の表面の摩耗を調べるのが目的であれば、歯が単独であっても十分です。

薄切片は、まず適切な試料をエポキシ樹脂に包埋することによって作製される。包埋された試料は、精密鋸でマウントおよび切断することができる。^{[ 6 ]}得られた薄切片はスライドガラスに取り付けられ、顕微鏡で観察するのに適した表面になるまで研磨され、その後磨かれる。^{[ 6 ]}

薄片は通常、偏光顕微鏡を用いて通常の光と交差偏光で観察される。鉱物特性の違いにより、ある種類の光を用いると、構造がより容易に観察でき、明確に区別できる場合がある。一部の試料は走査型電子顕微鏡（SEM）で観察することもできる。^{[ 7 ]}

恐竜には一般的に 5 種類の組織が存在し、これらは最も近縁な現生の非鳥類であるワニ類の組織と同一であることがわかっています。^{[ 6 ]}最も重要な発見の 1 つは、外見上の違いにもかかわらず、恐竜の歯は基本的に現代の哺乳類、ワニ類、その他の有羊膜類に見られるのと同じ歯の組織で構成されており、これらの組織が共通の祖先で最初に進化し、それ以来保持されてきたことを示唆しているということです。^{[ 11 ] [ 12 ]}

1. エナメル質- これは歯の外側の硬いコーティングで、断面で見ると歯の表面に透明で薄く特徴のない帯として現れるのが一般的です。^{[ 6 ]}恐竜の歯の表面のSEM分析により、エナメル質は哺乳類と同様にプリズム状に形成され、孤立した歯しか見つからない場合でも、エナメル質の微細構造に十分な違いがあるため、歯が属レベルまで、どのグループに属していたかを特定するのに役立つことが明らかになりました。 ^{[ 13 ]}すべての歯がプリズム状のエナメル質で覆われているわけではなく、ほとんどの分類群では、プリズムは歯の外面に対して垂直です。哺乳類に見られるような複雑な配置はまれです。^{[ 14 ] [ 15 ]}続成作用による変化は、エナメル質と象牙質の両方の構造と組成を変化させます。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}
2. 象牙質- この組織は歯の大部分を構成し、歯の本体全体に走る長くて細い平行な細管が特徴です。^{[ 6 ]}
3. セメント質- この組織は歯根を覆い、歯周組織の一部を形成する付着組織です。通常、歯を歯槽に固定するのに役立つシャーピー線維で満たされています。 ^{[ 6 ]}
4. 歯周靭帯- これはセメント質と歯槽の間にある軟組織層です。化石には保存されていませんが、すべての恐竜の歯にはセメント質と歯槽の間に必ず鉱物で満たされた隙間があり、これは生前に軟組織が存在していたことを示唆しています。^{[ 6 ]}
5. 歯槽骨- これは通常、スポンジ状の外観をしており、歯槽そのものを形成する骨の一種です。^{[ 6 ]}

断面で観察したいくつかの例では、恐竜の歯の象牙質に成長線が見られる。これらはフォン・エブナー線として知られており、象牙質の毎日の沈着を表している。^{[ 20 ]}これらの線を数えることで歯の年齢がわかり、歯槽内の成熟した歯と交換用の歯の年齢を比較することで、歯の交換率を推定することができる。^{[ 20 ]}

最も古い歯と最も新しい歯の年齢差は、歯の交換率を決定するために使用されます。^{[ 20 ]}

多くの恐竜の歯は、他の爬虫類と同様の歯の交換パターンを持っていることがわかっています。顎の内側の歯堤で交換用の歯が成長し、外側に移動して成長中の機能的な歯の一部を吸収し、萌出して交換する準備が整うまで続きます。^{[ 6 ] [ 21 ]}

一部の恐竜の歯の付着様式は、歯槽歯根性と呼ばれています。^{[ 6 ]}これは、ワニ類や哺乳類の場合と同様に、歯が歯槽に深く埋入され、歯周靭帯が存在する状態です。^{[ 6 ] [ 12 ]}哺乳類では、歯槽歯根性は歯の咬合と関連していますが、ワニ類では、咬合力によるストレスを軽減する手段として提案されています。^{[ 22 ] [ 23 ]}コエロフィシスは歯の咬合も強い咬合力も持っていなかったため、なぜ歯槽歯根性を持っていたのか疑問が生じます。^{[ 6 ]}

恐竜に見られる最も複雑な歯列の一つは、ハドロサウルス類（地球上で優勢な種であった）、新角竜類（例えばトリケラトプス）、およびレバキサウルス科に見られる歯列である。^{[ 24 ]}

これらの歯列は、何百もの歯が何列にも積み重ねられて植物性食物を処理するための研磨面を形成していた。^{[ 24 ]}これらの歯列の組織学的研究では、以前考えられていたように歯列がセメントで固められているのではなく、歯列の各歯が個別に動き、靭帯によって支えられているため、構造全体が柔軟であることが判明した。^{[ 9 ] [ 24 ]}サメの歯に似て、歯列は多歯性を示し、内側に新しい歯が生え、時間の経過とともに移動して外側の歯と置き換わった。しかし、古い歯をすべて失うサメとは異なり、急速に成長する歯列の歯は完全に摩耗し、周囲の再生構造によって再吸収される。^{[ 25 ]}

歯が急速に成長し、早期に成熟することで、個々の歯の歯髄腔（通常は細胞と結合組織で満たされている）が萌出前に象牙質で完全に満たされるほどに、歯が電池のように形成された。萌出後の歯に歯髄がないということは、歯が実質的に死んでおり、使用によって完全に摩耗し、通常は敏感な歯髄を感染や痛みにさらすリスクなしに交換できることを意味する。角竜類や竜脚類など、他の恐竜も歯の電池を持っていたが、それらはすべて独立して進化し、ハドロサウルス類のものと何らかの形態や機能が異なっている。これは、一部の恐竜が非常に高度な咀嚼能力を進化させていたことを示している。^{[ 24 ] [ 25 ]}