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半島家園：健康養(yǎng)生 > [養(yǎng)生常識]牙齒上表面為何崎嶇不平？

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字體大小：小中大發(fā)表于：2011-07-24 09:49

牙齒上表面為何崎嶇不平？

關(guān)于吃東西過程中的力學(xué)原理，則是另一個需要我們轉(zhuǎn)變思維的領(lǐng)域，問對問題顯然有助于我們做到這一點。人們經(jīng)常會說起鋒利的門牙、傷人的虎牙以及那麻煩的臼齒。但這些說法都很模糊，我們也無從獲知牙齒的形狀和它們所能分解的食物種類之間究竟有何關(guān)系。要想對牙齒有更深入的了解，就要象喬治華盛頓大學(xué)人類學(xué)系的Peter Lucas在他的著作《牙齒功能形態(tài)學(xué)》(Dental Function Morphology)(2004,劍橋大學(xué)出版社)中陳述的那樣，我們絕對有必要對不同食物的力學(xué)構(gòu)造和斷裂機制有一定的了解。例如，門牙比較適合分解肉類和蔬菜類那樣柔軟而韌性十足的食物，但骨頭或者堅果類的東西則會使門牙變鈍，而這類硬而易碎的食物比較容易由臼齒來分解，它們先受到臼齒的擠壓而變彎，而后突然斷裂。還有一些堅硬并且韌性良好的生物材料，比方說木材，就不太可能由牙齒進(jìn)行分解，事實上，大多數(shù)動物也很少把它們當(dāng)作食物。　　這些解釋聽上去似乎很有道理，可為什么大多數(shù)切割牙齒，包括我們自己的前臼齒在內(nèi)，上表面是鋸齒形的呢？這里又可以提出兩種假設(shè)。凹凸的表面或許有利于銜住食物，或者防止食物在遭到牙齒切割后被壓平，也有可能是這種結(jié)構(gòu)便于牙齒將食物進(jìn)行斜向切片。這兩種假設(shè)所產(chǎn)生的效果都是為了減少切割食物所需的能量。　　為了檢驗上述兩種假設(shè)，英國布里斯托大學(xué)地球科學(xué)系的古生物學(xué)家Philip Anderson以鮭魚和蘆筍這兩種食物為對象進(jìn)行了試驗。他拿來兩把鋒利的刀具，以四種不同的方式對容易變形的鮭魚和相對而言不易變形的蘆筍進(jìn)行切割，并測量了切割這兩種食物所需的能量（如圖）。在第一種方式中，兩把刀的刀刃相互平行；在第二種方式中，位于上方的那把刀傾斜成與地面成30度角，以便于對食物進(jìn)行斜向切割。在第三種方式中，兩把刀仍然互相平行，但此時食物不會被切扁，因為這時，食物兩邊被兩把刀之間兩片直立刀背固定住了。第四種方式則是把上面的那把刀截斷碼成倒V形，這樣就既能斜向切割，也能垂直切割。　<IMG src="/UpFile/Attach/201107/2011030914413113872.jpg">圖牙齒的四種切割食物的方式　　　　　　　　　　第一種 第二種　　　　　　　　　　第三種 第四種　　　通過上述試驗，Anderson發(fā)現(xiàn)，用倒V形切口的刀切割兩種食物中的任一種，都會大大地降低切割所需的能量。對于鮭魚而言，部分原因是這種切割方式避免鮭魚的變形：第三種固定住食物的切割法同斜向放刀一樣節(jié)省切割能量。而對于蘆筍而言，斜向切割降低的能量與用倒V形切口的刀進(jìn)行切割效果是一樣的，這也進(jìn)一步說明了只要在切割過程中有一個傾斜面，就足以降低所需的能量。下次當(dāng)你面對美味的鮭魚和蘆筍時，可以事先琢磨一下究竟是臼齒還是門牙比較善于處理這些食物。