인간의 이빨은 왜 더 이상 재생하지 못하게 되었을까요

Question

인간의 이빨은 다른 일부 신체 부위와는 달리

어릴 때 유치기 때 한 번 교체할 수 있고

그 이후로는 일생 동안 영원히 다시 재생할 수 없는 단점이 있는데요

이렇게 설계된 이유가 있을까요

예컨대 머리카락이나 손발톱은 끊임없이 자라는데 말이죠

Answer 1

결론부터 말씀드리면 정확하게 음식을 씹기 위함과 효율성 때문입니다.

포유류인 인간은 먹이를 씹지 않고 삼키는 동물과 달리 위아래 치아가 톱니바퀴처럼 완벽하게 맞물려 음식을 잘게 부수어야 소화를 시킬 수 있습니다.

그런데 만약 치아가 머리카락처럼 끊임없이 자라거나 새로 난다면, 치아의 맞물림이 계속 어긋나 음식을 재대로 씹을 수 없습니다.

또한, 인간의 치아는 끊임없는 성장을 포기한 대신 뼈보다 단단한 법랑질을 입혀 극단적 내구성을 갖추고 있습니다. 게다가 치아처럼 신경과 혈관, 고밀도 미네랄까지 얽힌 복잡한 조직을 계속 재생하려면 엄청난 에너지가 소모됩니다.

그래서 인간은 치아를 무한 재생하지 않고 한 번 만들 때 튼튼하고 정밀하게 만들어 평생을 쓰는 전략을 취한 것입니다.

그리고 말씀하신 어릴 때 나는 유치는 자라는 아이의 작은 턱뼈에 맞춘 것이고, 영구치는 성장이 끝난 어른의 턱뼈에 맞춰 고정되는 세트인 셈입니다.

Answer 2

안녕하세요, 오솔개님. 이중철 과학기술전문가입니다.
매일 자라는 머리카락이나 손톱과 비교해보면 치아의 이러한 특성은 현대인들에게 다소 아쉽게 느껴지기도 할 수 있는데요. 여기에는 인체의 독특한 세포 구조와 함께, 인류가 생존을 위해 선택한 진화 생물학적인 이유가 숨어 있습니다.

그 과학적 근거를 바탕으로 핵심 이유를 세 가지로 구분해서 답변 드리겠습니다.

1. 치아를 만드는 세포의 소멸

우리의 머리카락이나 손톱은 케라틴이라는 단백질 성분으로 이루어져 있는데요. 그 뿌리 부분에 살아있는 줄기세포가 존재하여 평생 동안 새로운 세포를 밀어 올린답니다.

반면에, 치아의 가장 바깥쪽을 둘러싸고 있는 단단한 부위는 법랑질이라고 부르는데요. 이 법랑질을 만드는 세포는 치아가 잇몸 밖으로 뚫고 나오는 과정에서 자신의 임무를 다하고 모두 사멸하여 사라집니다. 즉, 치아가 입안에 온전히 자리 잡는 순간 이를 다시 만들어낼 수 있는 세포 자체가 몸속에서 영구적으로 없어지기 때문에 자연적인 재생이 불가능해지는 것이지요.

2. 정밀한 씹기 기능을 위한 진화적 선택

인간과 달리 상어나 파충류 같은 동물은 평생에 걸쳐 수십 번씩 이빨이 새로 자라나는데요. 다만, 이 동물들은 음식을 씹지 않고 통째로 삼키거나 찢어발기는 방식으로 식사를 합니다. 즉 이빨의 맞물림이 정교할 필요가 없는 구조인 것이지요.

반면에, 인간을 포함한 포유류는 음식을 이빨로 잘게 부수고 씹어서 소화시키는 정밀한 교합 구조를 발전시켰습니다. 위아래 치아가 톱니바퀴처럼 정확하게 맞물려야만 단단하고 질긴 음식을 효율적으로 으깰 수 있고, 그래야 높은 에너지를 얻어 생존할 수 있었기 때문입니다. 만약 치아가 머리카락처럼 끊임없이 빠지고 새로 자란다면 이 정확한 맞물림이 무너져서 오히려 음식을 제대로 씹지 못하는 치명적인 문제가 발생하거든요. 이에 따라 인류는 치아의 개수와 위치를 고정하여 효율성을 극대화하는 방향으로 진화하게 되었답니다.

3. 유전적 신호의 차단

최근의 분자생물학 연구에 따르면, 인간의 유전자 안에도 사실 치아를 여러 번 자라나게 할 수 있는 설계도의 흔적이 존재한다고 합니다. 다만, 영구치가 완성된 이후에는 특정 단백질이 작동하여 치아가 더 이상 자라지 못하도록 유전적인 스위치를 강력하게 이를 꺼버립니다.

흥미롭게도 최근 과학계에서는 이 꺼진 유전자 스위치를 다시 켜서 제3의 치아를 재생시키는 신약을 개발하고 있으며, 이미 동물 실험을 거쳐 인간 대상 임상시험 단계에 진입하고 있어요. 이는 인간의 몸이 치아를 재생할 능력이 아예 없다기보다는, 앞서 말씀드린 진화적 이점 때문에 이 기능을 스스로 억제하고 있음을 보여주는 과학적 증거라고 할 수 있답니다.

정리하자면,

인간의 치아가 재생되지 않는 것은 머리카락과 달리 치아 형성 세포가 완성 후 사라지기 때문이며, 동시에 음식을 정교하게 씹어 먹기 위해 치아의 완벽한 맞물림을 유지하려는 진화의 결과라고 볼 수 있습니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉