Entres en un passadís de llum tènue, on et trobes amb ànimes indigentes, turmentades pel dolor i el sofriment. Però aquí no hi haurà pau per a ells, perquè darrere de cada una de les portes els espera més turment i por, omplint totes les cèl·lules del cos i omplint tots els pensaments. Arribeu a una de les portes, darrere de la qual podeu escoltar un brunzit i un brunzit infernal, fent camí fins als ossos. Recollint l'última valentia en un puny, estires una mà freda d'horror cap a la maneta de la porta, quan de sobte algú et toca l'espatlla per darrere i et gires, estremitant de sorpresa. "El metge estarà lliure en uns minuts. Seu de moment, et trucarem”, et diu la veu suau de la infermera. Pel que sembla, així és com algunes persones s'imaginen anar al dentista, que tenen una actitud extremadament negativa cap a aquests “sàdics” amb bata blanca. Però avui no parlarem de la fòbia dental, parlarem dels cocodrils. Sí, sí, es tracta d'ells, o millor dit de les seves dents, que no necessiten tractament dental.
Científics de la Universitat de Missouri (EUA) van realitzar un estudi de les dents dels cocodrils, que va mostrar les característiques divertides de l'esmalt d'aquests impecables caçadors, confiant només en les seves mandíbules. Què van descobrir els científics, com es diferencien les dents dels cocodrils moderns dels seus parents prehistòrics i per a què serveix aquest estudi? Ho sabem a partir de l'informe del grup de recerca.
Base de recerca
Per a la majoria dels vertebrats, les dents són un atribut essencial per rebre i menjar aliments (els formiguers no compten). Alguns dels depredadors depenen de la velocitat durant la caça (guepards), alguns de la col·lectiva (lleons), i per a alguns la força de la seva mossegada juga un paper important. Això també s'aplica als cocodrils, que s'acosten a les seves víctimes a l'aigua i les agafen amb les seves poderoses mandíbules. Per evitar que la víctima s'escapi, l'adherència ha de ser potent, i això provoca càrregues pesades a l'estructura òssia. Per neutralitzar l'efecte negatiu de les seves potents picades, els cocodrils tenen un paladar ossi secundari, que està connectat de manera fixa amb el crani.
Una demostració visual del tancament i obertura de la mandíbula d'un cocodril.
Una de les característiques principals de les dents de cocodril és la seva substitució constant per unes de noves quan les velles es desgasten. El fet és que les dents dels cocodrils s'assemblen a una nina nidificant, dins de la qual es desenvolupen noves dents. Aproximadament cada 2 anys, cadascuna de les dents de la mandíbula es substitueix per unes de noves.
Fixeu-vos en la força que tanca aquesta "trampa de dents".
Les dents de cocodril es divideixen en diverses categories segons la seva forma i funcionalitat corresponent. Al principi de la mandíbula hi ha 4 grans ullals que són necessaris per a la captura eficaç de les preses. Al mig hi ha dents més gruixudes que augmenten al llarg de la mandíbula. Aquesta part és necessària per tallar les preses. A la base, les dents s'expandeixen i es tornen més planes, cosa que permet als cocodrils trencar les closques de mol·luscs i les de tortugues com llavors.
Quina força té la mandíbula d'un cocodril? Naturalment, això depèn de la seva mida i tipus. Per exemple, l'any 2003, van descobrir que un caiman de Mississipí de 272 quilos mossega amb una força de ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m / s2). Però el cocodril pentinat de 1308 quilos va mostrar un al·lucinant ～34500 N. Per cert, la força de mossegada absoluta en humans és d'aproximadament 1498 N.
La força de la mossegada depèn no tant de les dents com dels músculs de la mandíbula. En els cocodrils, aquests músculs són molt densos i n'hi ha molts. No obstant això, hi ha una gran diferència entre els músculs molt desenvolupats responsables de tancar la boca (que dóna tanta força de mossegada) i els músculs febles responsables d'obrir la boca. Això explica per què la boca tancada d'un cocodril es pot mantenir al seu lloc amb una cinta simple.
Vinga, mostra'm qui t'ha trucat petit.
Però els cocodrils necessiten una mandíbula no només per matar despietats per menjar, sinó també per cuidar la seva descendència. Les femelles de cocodrils sovint porten els seus cadells precisament a les mandíbules (és difícil trobar-hi un lloc més segur, perquè qui s'atreviria a pujar-hi). La boca dels cocodrils està equipada amb receptors molt sensibles, gràcies als quals poden regular la força de la seva mossegada, la qual cosa els permet subjectar millor les preses o portar amb cura els nadons.
Malauradament, les dents humanes no tornen a créixer després de caure les velles, però hi ha alguna cosa en comú amb els cocodrils: l'esmalt.
Imatge #1: dent caudal d'un caiman del Mississippi (Alligator mississippiensis).
L'esmalt és la capa externa de la corona de la dent. Aquesta és la part més duradora del cos humà, com molts altres vertebrats. Tanmateix, com sabem, les nostres dents no canvien per unes de noves, per la qual cosa el nostre esmalt hauria de ser més gruixut. Però en els cocodrils, les dents gastades es substitueixen per unes de noves, de manera que no cal un esmalt gruixut. Sembla bastant lògic, però és realment així?
Els científics diuen que entendre els canvis de l'esmalt dins d'un únic tàxon ens permetrà recordar millor com canvia l'estructura de l'esmalt en funció de la biomecànica i la dieta de l'animal.
Els cocodrils, és a dir Alligator mississippiensissón molt adequats per a aquest estudi per diverses raons. En primer lloc, les seves dents, la força de la mossegada i l'estructura de l'esmalt canvien amb l'edat i la mida de l'individu, que també es deu a un canvi en la dieta. En segon lloc, les dents de cocodril tenen diferents morfologies segons la seva posició a la mandíbula.
Imatge #2: a i b mostren la diferència de dents entre individus grans i petits, c-e mostren les dents dels avantpassats fòssils dels cocodrils moderns.
Les dents rostrals són primes i s'utilitzen per a la captura de preses, mentre que les dents caudals són romes i s'utilitzen per aixafar amb forces de mossegada més altes. És a dir, la càrrega de la dent depèn de la seva posició a la mandíbula i de la mida del propietari d'aquesta mandíbula.
Aquest estudi presenta els resultats de l'anàlisi i les mesures del gruix absolut de l'esmalt (AET) i el gruix de l'esmalt (relatiu) estandarditzat per mida (RET) de les dents de cocodril.
AET és una estimació de la distància mitjana des de la unió esmalt-dentina fins a la superfície exterior de l'esmalt i és una mesura lineal. I RET és un valor adimensional que permet comparar el gruix relatiu de l'esmalt a diferents escales.
Els científics van avaluar l'AET i el RET de les dents rostrals (al "nas" de la mandíbula), intermèdies (al mig de la fila) i caudals (a la base de la mandíbula) en set individus de l'espècie. Alligator mississippiensis.
També és important tenir en compte que l'estructura de l'esmalt pot dependre de la dieta de l'individu i de l'espècie en conjunt. Els cocodrils tenen una alimentació molt extensa (el que atrapen serà el sopar), però és diferent de la dels seus parents, que fa temps que s'han extingit. Per provar això en termes d'esmalt, els científics van analitzar fòssils AET i RET. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) i Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae és representatiu del període Juràssic, Iharkutosuchus - el període Cretaci, i Allognathosuchus de l'Eocè.
Abans de començar les mesures reals, els investigadors van fer una pluja d'idees i van proposar diverses hipòtesis teòriques:
- Hipòtesi 1a: com que l'AET és una mesura lineal i hauria de dependre de la mida, se suposa que la variància de l'AET s'explicarà millor per la mida del crani;
- Hipòtesi 1b: com que RET està estandarditzat per a la mida, se suposa que la variància en RET s'explicarà millor per la posició de la dent;
- Hipòtesi 2a: com que l'AET i la longitud del crani són mesures lineals de mida, s'han d'escalar amb un pendent isomètric;
- hipòtesi 2b: com que les dents caudals experimenten les forces de mossegada més grans a la dentició, per tant, la RET serà més alta a les dents caudals.
Les taules següents presenten dades de mostra (cranis de cocodrils de l'espècie Alligator mississippiensisextrets de la reserva Rockefeller de Grand Chenier, Louisiana, i fòssils).
Taula #1: dades d'exploració de dents de cocodril (rostral, intermedi i caudal).
Taula 2: dades de les dents (LScrani - longitud del crani, hCorona - alçada de la corona, VE - volum de l'esmalt, VD - volum de dentina, SAEDJ - àrea d'interfície esmalt-dentina, AET - gruix absolut de l'esmalt, RET - gruix relatiu de l'esmalt).
Resultats de l'estudi
Segons les dades dentals presentades a la Taula 2, els científics van concloure que el gruix de l'esmalt s'escalfa isomètricament amb la longitud del crani, independentment de la posició de la dent.
Taula 3: Valors AET i RET en funció de les variables.
Imatge #3: escala AET/RET en relació a la longitud del crani.
Al mateix temps, el gruix de l'esmalt de les dents caudals és significativament més gran que en les altres, però això tampoc depèn de la longitud del crani.
Taula núm. 4: valors mitjans del gruix de l'esmalt en vertebrats superiors (crocodiliformes - grup no taxon de cocodrils, dinosaures - dinosaures, artiodàctils - artiodàctils, odontocets - subordre dels cetacis, perissodàctils - èquids, primats - primats, rosegadors - rosegadors ).
Imatge #4: les dents caudals són més gruixudes que les altres dents.
Les dades d'escala (taula 3) van confirmar la hipòtesi 1a, explicant la dependència del valor AET de la longitud del crani i no de la posició de la dent. Però els valors RET, per contra, depenen de la posició de la dent a la fila, i no de la longitud del crani, la qual cosa confirma la hipòtesi 1b.
També es van confirmar les hipòtesis restants (2a i 2b), que es desprèn de l'anàlisi del gruix mitjà de l'esmalt dental amb diferents posicions a la fila.
Una comparació del gruix de l'esmalt entre el caiman modern de Mississippi i els seus antics avantpassats va mostrar molt en comú, però també hi havia diferències. Per tant, a Allognathosuchus, el gruix de l'esmalt és aproximadament un 33% més gran que en els cocodrils moderns (imatge a continuació).
Imatge #5: Comparació del gruix mitjà de l'esmalt en caimans i cocodrils fòssils per alçada de la corona.
Resumint totes les dades anteriors, els científics van arribar a la conclusió que el gruix de l'esmalt depèn directament, per dir-ho així, del paper de les dents. Si aquestes dents són necessàries per aixafar, el seu esmalt serà molt més gruixut. Prèviament, es va comprovar que la pressió (força de compressió) de les dents caudals és superior a la de les rostrals. Això es deu precisament al seu paper: subjectar les preses i aixafar els ossos. Així, un esmalt més gruixut evita danys a les dents, que estan sotmeses a un estrès màxim durant l'alimentació. De fet, l'evidència suggereix que les dents caudals dels cocodrils tenen molt menys probabilitats de trencar-se, malgrat l'estrès greu.
A més, es va trobar que les dents Allognathosuchus l'esmalt és considerablement més gruixut que el dels altres cocodrils estudiats. Es creu que aquest fòssil preferia menjar tortugues, i triturar-ne la closca requereix dents fortes i esmalt gruixut.
Els científics també van comparar el gruix de l'esmalt de cocodrils i alguns dinosaures, corresponent al pes i la mida estimats. Aquesta anàlisi va mostrar que el cocodril tenia un esmalt més gruixut (diagrama a continuació).
Imatge #6: comparació del gruix de l'esmalt de cocodril i dinosaure.
Curiosament, l'esmalt dels tiranosàurids era gairebé tan gruixut com el dels Allognathosuchus, molt més petits, i fins i tot dels cocodrils moderns. És lògic que l'estructura de la dent dels cocodrils s'explica pels seus hàbits pel que fa a la caça i la dieta.
Tanmateix, malgrat els seus registres, l'esmalt dels arcosaures (cocodrils, dinosaures, pterosaures, etc.) és més prim que el dels mamífers.
Imatge #7: Comparació del gruix de l'esmalt (AET) entre cocodrils i alguns mamífers.
Per què l'esmalt dels caçadors que depenen tant de les seves mandíbules és més prim que el dels mamífers? La resposta a aquesta pregunta va ser al principi: la substitució de les dents gastades per unes de noves. Tot i que els cocodrils tenen dents fortes, no en necessiten, per dir-ho d'alguna manera, resistents, atès que sempre vindrà una dent nova a substituir-ne una de trencada. Els mamífers (en la seva majoria) no tenen aquest talent.
Imatge #8: Comparació del gruix de l'esmalt (RET) entre cocodrils i alguns mamífers.
Per ser més precisos, el gruix de l'esmalt en els arcosaures varia de 0.01 a 0.314 mm, i en mamífers de 0.08 a 2.3 mm. La diferència, com diuen, a la cara.
Per obtenir informació més detallada sobre els matisos de l'estudi, recomano que consulteu
Epíleg
Les dents, per estrany que pugui semblar, són una eina extremadament important en l'extracció d'aliments. Sí, una persona moderna sempre pot corregir qualsevol defecte associat a les dents, però no hi ha dentistes entre els representants de la natura salvatge. Fins i tot una persona no sempre sabia què és el tractament dental. Per tant, algunes espècies trien dents fortes i duradores, mentre que altres prefereixen canviar-les com els guants. Els cocodrils i els seus parents llunyans es poden col·locar en ambdós grups. L'esmalt de les dents, necessari per a la retenció eficaç de les preses i per aixafar els ossos, és bastant gruixut en els cocodrils, però donades les càrregues greus, les seves dents encara es desgasten i de vegades es trenquen. En aquesta dent nova ocupa el lloc de la dent vella.
Per a un humà, una de les característiques distintives és el polze oposable, que ens ha ajudat enormement en molts esforços, que van des de "agafar un pal i donar una bufetada a un veí molest en una branca" fins a "agafar un bolígraf i escriure un sonet". Per als cocodrils, aquesta eina són les seves mandíbules, en particular les dents. És aquesta part del cos la que fa que els cocodrils siguin caçadors tan perillosos i mortals, que s'han d'evitar.
Divendres fora de dalt:
Un dibuix animat curt molt curiós i estèticament bonic en què un cocodril no és del tot un cocodril.
Un dibuix animat sobre com no pots confiar en "trons" sospitosos a l'aigua, sobretot si ets un gnu.
Gràcies per mirar-nos, sigueu curiosos i passeu un bon cap de setmana a tothom! 🙂
Gràcies per quedar-te amb nosaltres. T'agraden els nostres articles? Vols veure més contingut interessant? Doneu-nos suport fent una comanda o recomanant als amics, 30% de descompte per als usuaris d'Habr en un únic anàleg de servidors d'entrada, que hem inventat per a tu: (disponible amb RAID1 i RAID10, fins a 24 nuclis i fins a 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 vegades més barat? Només aquí als Països Baixos! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB - a partir de 99 $! Llegeix sobre
Font: www.habr.com