Bạn có thể không mấy để ý đến răng, nhưng chúng rất diệu kì.
Chúng nghiền nát toàn bộ thức ăn trong suốt cuộc đời bạn,
trong khi vẫn đủ chắc để không gãy vỡ.
Và chúng được hình thành chỉ bằng các vật liệu thô
từ thức ăn mà chúng nghiền nát ngay lần đầu tiên.
Điều gì ẩn sau sức mạnh đáng nể đó?
Nhờ vào một cấu trúc khéo léo mà răng trở nên vừa cứng vừa bền.
Độ cứng được coi là khả năng chống nứt gãy,
còn độ bền ngăn vết nứt lan rộng.
Có rất ít loại vật liệu có cả hai tính chất này.
Chẳng hạn, thủy tinh cứng nhưng không bền,
da thì bền nhưng không cứng.
Răng có cả hai tính chất trên nhờ vào hai lớp:
một lớp men rắn chắc bên ngoài, được làm gần như hoàn toàn bằng canxi photphat,
và bên dưới là một lớp ngà cứng chắc hơn,
được hình thành từ sợi hữu cơ khiến chúng trở nên dẻo dai.
Cấu trúc tuyệt vời này được tạo ra bởi hai loại tế bào:
nguyên bào men tiết ra men răng
và nguyên bào ngà tiết ra ngà.
Khi răng hình thành, nguyên bào ngà di chuyển vào trong,
trong khi nguyên bào men di chuyển ra ngoài và bong ra khi tới bề mặt.
Ở men răng, quá trình này sản sinh ra các sợi dài và mỏng,
mỗi sợi có đường kính khoảng 60 nanomet,
bằng một phần nghìn bề dày một sợi tóc người.
Chúng được xếp lại thành các que,
hàng chục ngàn que trên mỗi milimet vuông,
để tạo nên lớp men răng bảo vệ.
Một khi quá trình này kết thúc, men răng không thể tự phục hồi,
bởi tất cả các tế bào tạo nên chúng đã mất đi,
thật may là men răng không dễ dàng bị phá hỏng.
Nguyên bào ngà có quy trình phức tạp hơn.
Không như nguyên bào men, chúng bám quanh,
tiếp tục tiết ra ngà trong suốt cuộc đời.
Mặc dù răng của các loài động vật có vú đều có sự khác biệt,
quá trình phát triển cơ bản của răng đều giống nhau, cho dù là sư tử,
kangaroo,
voi,
hay chúng ta.
Điều khác biệt là cách mà thiên nhiên tạo nên hình dạng của răng,
thay đổi khuôn mẫu lúc trưởng thành
và tạo hình để phù hợp với tập tính ăn uống của từng loài.
Bò có răng hàm bằng phẳng với các gợn song song để nghiền cỏ cứng.
Mèo có răng hàm sắc nhọn như lưỡi dao, để cắt thịt và gân.
Lợn có răng dày và cùn, hữu ích khi nghiền hạt và rễ cứng.
Rất nhiều bộ răng hàm của động vật có vú hiện nay
có thể bắt nguồn từ một hình thái chung gọi là "răng ba đỉnh",
xuất hiện lần đầu tiên trong thời đại khủng long.
Vào thế kỷ 19, nhà cổ sinh vật học Edward Drinker Cope
đã phát triển mô hình cơ bản về cách tiến hóa của mẫu răng này.
Ông giả định nó bắt đầu với một răng hình nón,
như ta thấy ở nhiều loài cá, lưỡng cư và bò sát.
Sau đó, các chỏm nhỏ được thêm vào, nên răng có ba đỉnh theo hàng ngang,
xếp ngay ngắn từ trước ra sau, nối lại bằng các đỉnh.
Qua thời gian, các chỏm bị đẩy khỏi hàng tạo thành vương miện tam giác.
Những răng liền kề tạo nên các đỉnh theo hình ziczac để cắt và thái.
Một phần thấp hơn hình thành phía sau của mỗi răng,
là nền tảng cho việc nghiền.
Cope nhận thấy, răng hàm ba đỉnh có vai trò như bước đầu tiên
cho sự phát triển của các hình thái sau này,
được định hình bởi nhu cầu tiến hóa.
Chuốt thẳng các đỉnh và loại bỏ phần sau,
bạn có những chiếc răng nanh của mèo và chó.
Loại bỏ đỉnh phía trước, nâng phần sau, bạn có răng hàm của người.
Thêm một vài điều chỉnh, ta có răng của ngựa hay bò.
Một số chi tiết trong giả thuyết trực giác của Cope đã được chứng minh là sai.
Nhưng trong di tích hóa thạch,
có những mẫu vật răng trông giống như ông dự đoán
và ta có thể lần tìm hình dạng răng hàm nguyên thủy của tất cả động vật có vú.
Ngày nay, khả năng tiêu thụ các loại thức ăn đa dạng
giúp động vật có vú sinh tồn trong môi trường sống
trải dài từ đỉnh núi đến biển sâu,
đến rừng mưa nhiệt đới và sa mạc.
Thế nên, sự đa dạng sinh học mà ta có ngày hôm nay
phần lớn là nhờ sức mạnh đáng nể và khả năng thích nghi
của chiếc răng hàm bé nhỏ.