Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers

Jy betree 'n gang met gedempte lig, waar jy behoeftige siele ontmoet, geteister deur pyn en lyding. Maar hier sal vir hulle geen vrede wees nie, want agter elkeen van die deure wag hulle meer pyniging en vrees wat al die selle van die liggaam vul en alle gedagtes vul. Jy kom by een van die deure, waaragter jy 'n helse maal en gegons kan hoor wat jou pad tot by die gebeente maak. As jy die laaste moed in 'n vuis bymekaar skraap, steek jy 'n hand koud met afgryse na die deurhandvatsel uit, wanneer iemand skielik van agter aan jou skouer raak, en jy draai om, huiwerend van verbasing. “Die dokter sal binne 'n paar minute vry wees. Sit vir eers, ons sal jou roep,” sê die sagte stem van die verpleegster vir jou. Dit is blykbaar hoe sommige mense hulle voorstel om na die tandarts te gaan, wat 'n uiters negatiewe houding teenoor hierdie "sadiste" in wit jasse het. Maar vandag praat ons nie oor tandheelkundige fobie nie, ons praat oor krokodille. Ja, ja, dit gaan oor hulle, of eerder oor hul tande, wat nie tandheelkundige behandeling nodig het nie.

Wetenskaplikes van die Universiteit van Missouri (VSA) het 'n studie van die tande van krokodille gedoen, wat die amusante kenmerke van die emalje van hierdie onberispelike jagters getoon het, net op hul kake vertrou. Wat het wetenskaplikes uitgevind, hoe verskil die tande van moderne krokodille van hul prehistoriese familielede, en wat is die nut van hierdie studie? Ons leer hieroor uit die verslag van die navorsingsgroep.

Navorsingsbasis

Vir die meeste gewerwelde diere is tande 'n noodsaaklike eienskap om kos te ontvang en te eet (miervreters tel nie). Sommige van die roofdiere maak staat op spoed tydens die jag (jagluiperds), sommige op die kollektief (leeus), en vir sommige speel die sterkte van hul byt 'n groot rol. Dit geld ook vir krokodille, wat hul slagoffers in die water bekruip en hulle met hul kragtige kake gryp. Om te verhoed dat die slagoffer ontsnap, moet die greep kragtig wees, en dit lei tot swaar vragte op die beenstruktuur. Om die negatiewe effek van hul kragtige byt te neutraliseer, het krokodille 'n sekondêre benige verhemelte wat vas aan die skedel gekoppel is.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
'n Visuele demonstrasie van die toe- en oopmaak van die kakebeen van 'n krokodil.

Een van die hoofkenmerke van krokodiltande is hul voortdurende vervanging met nuwes wanneer die oues verslyt. Die feit is dat die tande van krokodille soos 'n nespop lyk, waarbinne nuwe tande ontwikkel. Ongeveer elke 2 jaar word elkeen van die tande in die kakebeen deur nuwes vervang.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Let op hoe styf hierdie "tandeval" toemaak.

Krokodiltande word in verskeie kategorieë verdeel volgens hul vorm en ooreenstemmende funksionaliteit. Aan die begin van die kakebeen is daar 4 groot slagtande wat nodig is vir doeltreffende vang van prooi. In die middel is dikker tande wat langs die kakebeen toeneem. Hierdie deel is nodig om prooi te sny. Aan die basis sit die tande uit en word platter, wat krokodille toelaat om weekdierdoppe en skilpaddoppe soos sade oop te kraak.

Hoe sterk is 'n krokodil se kakebeen? Dit hang natuurlik af van die grootte en tipe. Byvoorbeeld, in 2003 het hulle uitgevind dat 'n Mississippi-krokodil van 272 kilogram byt met 'n krag van ~9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m / s2). Maar die gekamde krokodil van 1308 kilogram het 'n verbysterende ±34500 N getoon. Terloops, die absolute bytkrag in mense is ongeveer 1498 N.

Die sterkte van die byt hang nie soseer af van die tande as van die kaakspiere nie. By krokodille is hierdie spiere baie dig en daar is baie van hulle. Daar is egter 'n groot verskil tussen die baie ontwikkelde spiere wat verantwoordelik is vir die toemaak van die mond (wat sulke bytkrag gee) en die swak spiere wat verantwoordelik is vir die oopmaak van die mond. Dit verklaar hoekom 'n krokodil se geslote bek met eenvoudige kleefband in plek gehou kan word.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Komaan, wys my wie jou 'n kleintjie genoem het.

Maar krokodille het nie net 'n kakebeen nodig vir meedoënlose moorde vir kos nie, maar ook vir die versorging van hul nageslag. Krokodillewyfie dra hul welpies dikwels presies in die kake (dit is moeilik om 'n veiliger plek vir hulle te kry, want wie sou dit waag om daar te klim). Die mond van krokodille is toegerus met baie sensitiewe reseptore, waardeur hulle die krag van hul byt kan reguleer, wat hulle in staat stel om prooi beter vas te hou of babas versigtig te dra.

Menslike tande groei ongelukkig nie terug nadat die oues uitval nie, maar daar is iets in gemeen met krokodille - emalje.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #1: Stoottand van 'n Mississippiese alligator (Alligator mississippiensis).

Emalje is die buitenste dop van die kroon van die tand. Dit is die mees duursame deel van die menslike liggaam, soos baie ander gewerwelde diere. Soos ons weet, verander ons tande egter nie vir nuwes nie, dus moet ons emalje dikker wees. Maar by krokodille word verslete tande met nuwes vervang, so daar is geen behoefte aan dik emalje nie. Klink nogal logies, maar is dit regtig so?

Wetenskaplikes sê dat die begrip van die veranderinge in emalje binne 'n enkele takson ons in staat sal stel om beter te onthou hoe die struktuur van emalje verander na gelang van die biomeganika en dieet van die dier.

Krokodille, naamlik Alligator mississippiensisis om 'n aantal redes goed geskik vir hierdie studie. Eerstens verander hul tande, bytkrag en emaljestruktuur met ouderdom en grootte van die individu, wat ook te wyte is aan 'n verandering in dieet. Tweedens het krokodiltande verskillende morfologieë na gelang van hul posisie in die kakebeen.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #2: a en b wys die verskil in tande tussen groot en klein individue, c-e wys die tande van die fossielvoorouers van moderne krokodille.

Die rostrale tande is dun en word gebruik om prooi te vang, terwyl die stert tande stomp is en gebruik word om met hoër bytkragte te druk. Met ander woorde, die las op die tand hang af van sy posisie in die kakebeen en van die grootte van die eienaar van hierdie kakebeen.

Hierdie studie bied die resultate van ontleding en metings van absolute emaljedikte (AET) en grootte-gestandaardiseerde (relatiewe) emaljedikte (RET) van krokodiltande aan.

AET is 'n skatting van die gemiddelde afstand vanaf die emalje-dentin-aansluiting na die buitenste oppervlak van die emalje en is 'n lineêre meting. En RET is 'n dimensielose waarde wat jou toelaat om die relatiewe dikte van emalje op verskillende skale te vergelyk.

Wetenskaplikes het die AET en RET van die rostrale (by die "neus" van die kakebeen), intermediêre (in die middel van die ry) en caudale (aan die basis van die kakebeen) tande in sewe individue van die spesie beoordeel. Alligator mississippiensis.

Dit is ook belangrik om daarop te let dat die struktuur van die emalje kan afhang van die dieet van die individu en die spesie as geheel. Krokodille het 'n baie uitgebreide dieet (wat hulle ook al vang, sal aandete wees), maar dit verskil van dié van hul familielede, wat lankal uitgesterf het. Om dit in terme van emalje te toets, het die wetenskaplikes AET- en RET-fossiele ontleed. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) en Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae verteenwoordigend is van die Jurassic tydperk, Iharkutosuchus - die Krytydperk, en Allognathosuchus uit die Eoseen.

Voordat die werklike metings begin is, het die navorsers 'n dinkskrum gemaak en verskeie teoretiese hipoteses voorgestel:

  • Hipotese 1a - aangesien AET 'n lineêre maatstaf is en van grootte moet afhang, word aanvaar dat die variansie in AET die beste deur skedelgrootte verklaar sal word;
  • Hipotese 1b – aangesien RET gestandaardiseer is vir grootte, word aanvaar dat die variansie in RET die beste deur tandposisie verklaar sal word;
  • Hipotese 2a - aangesien AET en skedellengte lineêre maatstawwe is, moet hulle met 'n isometriese helling geskaal word;
  • hipotese 2b - aangesien die kaudale tande die grootste bytkragte in die gebit ervaar, sal die RET dus hoër wees in die kaudale tande.

Die tabelle hieronder bied voorbeelddata aan (skedels van krokodille van die spesie Alligator mississippiensisgeneem uit die Rockefeller Preserve in Grand Chenier, Louisiana, en fossiele).

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Tabel #1: Krokodiltandskanderingdata (rostraal, intermediêr en kaudaal).

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Tabel 2: tanddata (LSskedel - skedellengte, hCrown - kroonhoogte, VE - emaljevolume, VD - dentienvolume, SAEDJ - emalje-dentien-koppelvlak-area, AET - absolute emaljedikte, RET - relatiewe emaljedikte).

Navorsingsresultate

Volgens die tandheelkundige data wat in Tabel 2 aangebied word, het die wetenskaplikes tot die gevolgtrekking gekom dat die dikte van die emalje isometries skaal met die lengte van die skedel, ongeag die posisie van die tand.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Tabel 3: AET- en RET-waardes afhangende van die veranderlikes.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #3: AET/RET-skaal in verhouding tot skedellengte.

Terselfdertyd is die dikte van die emalje op die kaudale tande aansienlik groter as op die ander, maar dit hang ook nie af van die lengte van die skedel nie.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Tabel No. 4: gemiddelde waardes van emaljedikte by hoër gewerweldes (Krokodilvormig - nie-taksongroep krokodille, Dinosourus - dinosourusse, Artiodactyl - artiodaktiele, Odontocete - onderorde van walvisagtiges, Perissodaktiel - equids, Primate - knaagdiere, Primaat - knaagdiere ).

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #4: Die stert tande is dikker as die ander tande.

Die skaaldata (Tabel 3) het hipotese 1a bevestig, wat die afhanklikheid van die AET-waarde op die lengte van die skedel verduidelik, en nie op die posisie van die tand nie. Maar die RET-waardes, inteendeel, hang af van die posisie van die tand in die ry, en nie van die lengte van die skedel nie, wat hipotese 1b bevestig.

Die oorblywende hipoteses (2a en 2b) is ook bevestig, wat volg uit die ontleding van die gemiddelde dikte van tandemalje met verskillende posisies in die ry.

’n Vergelyking van die emaljedikte tussen die moderne Mississippiese krokodil en sy antieke voorouers het baie gemeen getoon, maar daar was ook verskille. Dus, in Allognathosuchus is die dikte van die emalje ongeveer 33% groter as in moderne krokodille (foto hieronder).

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #5: Vergelyking van gemiddelde emaljedikte in alligators en fossielkrokodille volgens kroonhoogte.

Om al die bogenoemde data op te som, het wetenskaplikes tot die gevolgtrekking gekom dat die dikte van die emalje direk afhang van, so te sê, die rol van die tande. As hierdie tande nodig is om te druk, sal hul emalje baie dikker wees. Voorheen is gevind dat die druk (kompressiekrag) van die kaudale tande hoër is as dié van die rostrale tande. Dit is juis te danke aan hul rol – om prooi vas te hou en bene te vergruis. Dus voorkom dikker emalje skade aan die tande, wat aan maksimum spanning tydens voeding onderwerp word. Inderdaad, die bewyse dui daarop dat die kaudale tande in krokodille baie minder geneig is om te breek, ten spyte van erge stres.

Daarbenewens is gevind dat die tande Allognathosuchus die emalje is aansienlik dikker as dié van die ander krokodille wat bestudeer is. Daar word geglo dat hierdie fossiel verkies het om skilpaaie te eet, en om hul doppe te vergruis, vereis sterk tande en dik emalje.

Die wetenskaplikes het ook die dikte van die emalje van krokodille en sommige dinosourusse vergelyk, wat ooreenstem met die beraamde gewig en grootte. Hierdie ontleding het getoon dat krokodil dikker emalje gehad het (diagram hieronder).

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #6: vergelyking van krokodil- en dinosourusemaljedikte.

Vreemd genoeg was tirannosouride-emalje amper so dik soos dié van die veel kleiner Allognathosuchus en selfs moderne krokodille. Dit is logies dat die struktuur van die tand van krokodille verklaar word deur hul gewoontes in terme van jag en dieet.

Ten spyte van hul rekords is die emalje van argosourusse (krokodille, dinosourusse, pterosourusse, ens.) egter dunner as dié van soogdiere.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #7: Vergelyking van emaljedikte (AET) tussen krokodille en sommige soogdiere.

Waarom is die emalje van jagters wat so sterk op hul kake staatmaak dunner as dié van soogdiere? Die antwoord op hierdie vraag was aan die begin - die vervanging van verslete tande met nuwes. Alhoewel krokodille sterk tande het, het hulle so te sê nie swaardiens tande nodig nie, aangesien 'n nuwe tand altyd 'n gebreekte een sal vervang. Soogdiere (grotendeels) het nie sulke talent nie.

Die tandefee werk nie hier nie: die struktuur van die emalje van die tande van krokodille en hul prehistoriese voorouers
Beeld #8: Emaljedikte (RET) vergelyking tussen krokodille en sommige soogdiere.

Om meer presies te wees, wissel die dikte van die emalje by archosaurusse van 0.01 tot 0.314 mm, en by soogdiere van 0.08 tot 2.3 mm. Die verskil, soos hulle sê, op die gesig.

Vir meer gedetailleerde inligting oor die nuanses van die studie, beveel ek aan om na te kyk wetenskaplikes se verslag.

Epiloog

Tande, hoe vreemd dit ook al mag klink, is 'n uiters belangrike hulpmiddel in die onttrekking van voedsel. Ja, 'n moderne mens kan altyd enige gebrek wat verband hou met tande regstel, maar daar is geen tandartse onder verteenwoordigers van die wilde natuur nie. Selfs 'n persoon het nie altyd geweet wat tandheelkundige behandeling is nie. Daarom kies sommige spesies sterk en duursame tande, terwyl ander verkies om dit soos handskoene te verander. Krokodille en hul verre familielede kan in albei groepe geplaas word. Die emalje op die tande, wat nodig is vir die doeltreffende retensie van prooi en vergruisende bene, is taamlik dik by krokodille, maar gegewe die ernstige vragte slyt hul tande steeds en breek dit soms. In so 'n nuwe tand neem die plek van die ou tand in.

Vir 'n mens is een van die kenmerke die teenoorgestelde duim, wat ons geweldig gehelp het in baie pogings, wat wissel van "tel 'n stok op en klap 'n irriterende buurman op 'n tak" tot "tel 'n pen op en skryf 'n sonnet." Vir krokodille is so 'n hulpmiddel hul kake, veral hul tande. Dit is hierdie deel van die liggaam wat krokodille sulke gevaarlike en dodelike jagters maak, wat vermy moet word.

Vrydag buitekant:


'n Baie nuuskierige en esteties pragtige kort spotprent waarin 'n krokodil nie heeltemal 'n krokodil is nie.


’n Spotprent oor hoe jy nie verdagte “stompe” in die water kan vertrou nie, veral as jy ’n wildebees is.

Dankie vir die kyk, bly nuuskierig en lekker naweek vir almal! 🙂

Dankie dat jy by ons gebly het. Hou jy van ons artikels? Wil jy meer interessante inhoud sien? Ondersteun ons deur 'n bestelling te plaas of by vriende aan te beveel, 30% afslag vir Habr-gebruikers op 'n unieke analoog van intreevlakbedieners, wat deur ons vir jou uitgevind is: Die hele waarheid oor VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps vanaf $20 of hoe om 'n bediener te deel? (beskikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 kerne en tot 40 GB DDR4).

Dell R730xd 2 keer goedkoper? Net hier 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV vanaf $199 in Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - vanaf $99! Lees van Hoe om infrastruktuur korp. klas met die gebruik van Dell R730xd E5-2650 v4-bedieners ter waarde van 9000 XNUMX euro vir 'n sent?

Bron: will.com

Voeg 'n opmerking