Ang paghisgot bahin sa ngipon sa mga tawo kasagarang nalangkit sa mga caries, braces ug sadists sa puti nga mga coat nga nagdamgo lamang sa paghimo og mga beads gikan sa imong ngipon. Apan isalikway ang mga komedya, tungod kay kung wala ang mga dentista ug natukod nga mga lagda sa oral hygiene, mokaon ra kami sa mga dinugmok nga patatas ug sabaw pinaagi sa usa ka straw. Ug ang tanan mao ang mabasol alang sa ebolusyon, nga naghatag kanato sa halayo gikan sa labing lig-on nga mga ngipon, nga sa gihapon dili mabag-o, nga tingali dili mahulagway nga makapahimuot sa mga representante sa dental industriya. Kung maghisgot kita bahin sa mga ngipon sa mga representante sa ihalas, nan ang halangdon nga mga leon, uhaw sa dugo nga mga iho ug labi ka positibo nga mga hyena nahunahuna dayon. Bisan pa, bisan pa sa kusog ug kalig-on sa ilang mga apapangig, ang ilang mga ngipon dili sama ka katingalahan sa mga urchin sa dagat. Oo, kini nga bola sa mga dagom sa ilawom sa tubig, nga nagtunob diin mahimo nimong gub-on ang usa ka maayong bahin sa imong bakasyon, adunay maayo nga ngipon. Siyempre, dili daghan kanila, lima lamang, apan sila talagsaon sa ilang kaugalingong paagi ug makahimo sa pagpahait sa ilang kaugalingon. Giunsa pag-ila sa mga siyentipiko ang ingon nga bahin, giunsa kini nga proseso nagpadayon ug giunsa kini makatabang sa mga tawo? Atong nakat-onan ang bahin niini gikan sa taho sa grupo sa panukiduki. Lakaw.
Basihan sa panukiduki
Una sa tanan, angay nga mahibal-an ang panguna nga kinaiya sa pagtuon - Strongylocentrotus fragilis, sa termino sa tawo, nga adunay pink nga sea urchin. Kini nga matang sa sea urchin dili kaayo lahi sa uban nga mga katugbang niini, gawas sa usa ka labi ka patag nga porma sa mga poste ug usa ka madanihon nga kolor. Nagpuyo sila nga lawom (gikan sa 100 m hangtod 1 km), ug sila motubo hangtod sa 10 cm ang diyametro.
Ang "skeleton" sa usa ka sea urchin, nga nagpakita sa lima-ray nga simetriya.
Ang mga sea urchin, bisan unsa pa kini ka bastos, husto ug sayup. Ang nahauna adunay hapit hingpit nga lingin nga porma sa lawas nga adunay gipahayag nga lima ka sinag nga simetriya, samtang ang ulahi labi ka asymmetric.
Ang unang butang nga makadani sa imong mata sa dihang makakita kag sea urchin mao ang mga quill niini nga motabon sa tibuok lawas. Sa lainlaing mga espisye, ang mga dagom mahimong gikan sa 2 mm hangtod sa 30 cm Dugang pa sa mga dagom, ang lawas adunay spheridia (mga organo sa balanse) ug pedicellaria (mga proseso nga susama sa forceps).
Ang tanan nga lima ka ngipon klaro nga makita sa tunga.
Aron mahulagway ang usa ka sea urchin, kinahanglan una nimo nga magbarug nga baliskad, tungod kay ang pag-abli sa baba niini nahimutang sa ubos nga bahin sa lawas, apan ang ubang mga lungag naa sa ibabaw. Ang baba sa mga sea urchin nasangkapan sa usa ka chewing apparatus nga adunay nindot nga siyentipikong ngalan nga "Aristotle's lantern" (kini mao ang Aristotle nga unang naghulagway niini nga organ ug gitandi kini sa porma sa usa ka antik nga madaladala nga parol). Kini nga organo adunay lima ka apapangig, nga ang matag usa natapos sa usa ka mahait nga ngipon (ang Aristotelian nga parol sa gisusi nga pink nga hedgehog gipakita sa litrato 1C sa ubos).
Adunay usa ka pangagpas nga ang kalig-on sa mga ngipon sa mga sea urchin gisiguro pinaagi sa ilang kanunay nga pagpahait, nga mahitabo pinaagi sa anam-anam nga pagkaguba sa mineralized tooth plates aron mapadayon ang kahait sa distal nga nawong.
Apan sa unsa nga paagi kini nga proseso nagpadayon, unsa nga mga ngipon ang kinahanglan nga hait ug unsa ang dili, ug giunsa paghimo kining importante nga desisyon? Ang mga siyentipiko naningkamot sa pagpangita sa mga tubag niini nga mga pangutana.
Mga resulta sa panukiduki
Hulagway #1
Sa dili pa ibutyag ang mga sekreto sa ngipon sa mga sea urchin, hunahunaa ang istruktura sa ilang mga ngipon sa kinatibuk-an.
Sa mga hulagway 1A-1Π‘ ang bayani sa pagtuon gipakita - usa ka pink nga sea urchin. Sama sa ubang mga sea urchin, ang mga representante sa kini nga species nakakuha sa ilang mga sangkap nga mineral gikan sa tubig sa dagat. Taliwala sa mga elemento sa kalabera, ang mga ngipon kay mineralized kaayo (sa 99%) nga adunay magnesium-enriched calcite.
Subong sang ginbinagbinag na naton, ginagamit sang mga hedgehog ang ila mga ngipon para sa pagkiskis sang pagkaon. Apan gawas pa niini, sa tabang sa ilang mga ngipon, nagkalot sila og mga lungag alang sa ilang kaugalingon, diin sila nagtago gikan sa mga manunukob o dili maayo nga panahon. Tungod niining talagsaon nga paggamit sa mga ngipon, ang naulahi kinahanglan nga hilabihan ka lig-on ug hait.
Sa hulagway 1D Ang microcomputed tomography sa usa ka bahin sa tibuok ngipon gipakita, nga nagpatin-aw nga ang ngipon naporma subay sa usa ka elliptical curve nga adunay T-shaped nga cross section.
Cross section sa ngipon (1E) nagpakita nga ang ngipon gilangkoban sa tulo ka structural regions: primary laminae, calculus region, ug secondary lamellae. Ang dapit nga bato naglangkob sa mga lanot nga gamay nga diyametro, nga gilibutan sa usa ka organikong kabhang. Ang mga lanot giputos sa usa ka polycrystalline matrix nga gilangkuban sa mga partikulo sa calcite nga puno sa magnesium. Ang diametro niini nga mga partikulo mga 10-20 nm. Namatikdan sa mga tigdukiduki nga ang konsentrasyon sa magnesium dili parehas sa tibuuk nga ngipon ug nagdugang nga hapit sa katapusan niini, nga naghatag sa dugang nga pagsukol sa pagsul-ob ug katig-a.
Longitudinal nga seksyon (1F) sa calculus sa ngipon nagpakita sa pagkaguba sa mga lanot, ingon man usab sa pagbulag, nga mahitabo tungod sa delamination sa interface sa taliwala sa mga lanot ug sa organic kabhang.
Ang nag-unang mga veneer kasagaran gilangkuban sa calcite single nga mga kristal ug nahimutang sa convex nga nawong sa ngipon, samtang ang secondary veneer nagpuno sa concave nga nawong.
Gihulagway 1G ang usa makakita sa usa ka han-ay sa curved primary plates nga nahimutang nga parallel sa usag usa. Gipakita usab sa imahe ang mga lanot ug usa ka polycrystalline matrix nga nagpuno sa wanang taliwala sa mga palid. kilya (1H) nagporma sa base sa transverse T-section ug nagdugang sa pagkagahi sa ngipon.
Tungod kay nahibal-an naton kung unsa ang istruktura sa ngipon sa pink nga urchin sa dagat, kinahanglan naton karon mahibal-an ang mekanikal nga mga kabtangan sa mga sangkap niini. Alang niini, ang mga pagsulay sa compression gihimo gamit ang usa ka scanning electron microscope ug ang pamaagi nanoindentation*. Ang mga sample nga giputol subay sa longhitudinal ug transverse orientations sa ngipon miapil sa nanomechanical nga mga pagsulay.
Nanoindentation* β check sa materyal pinaagi sa pamaagi sa indentation ngadto sa nawong sa sample sa usa ka espesyal nga himan β ang indenter.
Ang pag-analisar sa datos nagpakita nga ang kasagaran nga modulus sa Young (E) ug katig-a (H) sa tumoy sa ngipon sa longhitudinal ug transverse nga direksyon mao ang: EL = 77.3 Β± 4,8 GPa, HL = 4.3 Β± 0.5 GPa (longhitudinal) ug ET = 70.2 Β± 7.2 GPa, HT = 3,8 Β± 0,6 GPa (transverse).
Modulus ni Young* - usa ka pisikal nga gidaghanon nga naghulagway sa abilidad sa usa ka materyal sa pagsukol sa tensiyon ug kompresiyon.
Katig-a* - ang kabtangan sa materyal nga makasukol sa pagpaila sa usa ka mas lig-on nga lawas (indenter).
Dugang pa, ang mga recesses gihimo sa longhitudinal nga direksyon nga adunay usa ka cyclic nga dugang nga load aron makahimo og usa ka modelo sa ductile nga kadaot alang sa bato nga lugar. Sa 2A gipakita ang load-displacement curve.
Hulagway #2
Ang modulus alang sa matag siklo gikalkulo base sa Oliver-Farr nga pamaagi gamit ang unloading data. Ang mga siklo sa indentation nagpakita sa usa ka monotonic nga pagkunhod sa modulus uban ang pagdugang sa giladmon sa indentation (2B). Ang ingon nga pagkadaot sa pagkagahi gipatin-aw sa pagtipon sa kadaot (2C) isip resulta sa dili mabalik nga deformation. Mamatikdan nga ang pag-uswag sa ikatulo mahitabo sa palibot sa mga lanot, ug dili pinaagi kanila.
Ang mekanikal nga mga kabtangan sa mga sangkap sa ngipon gisusi usab gamit ang quasi-static micropillar compression nga mga eksperimento. Usa ka gipunting nga ion beam ang gigamit sa paghimo sa mga haligi nga kadako sa micrometer. Aron masusi ang kalig-on sa koneksyon tali sa mga nag-unang mga plato sa convex nga bahin sa ngipon, ang mga micropillar gihimo nga adunay usa ka oblique nga oryentasyon nga may kalabotan sa normal nga interface tali sa mga plato (2D). Gihulagway 2E usa ka microcolumn nga adunay hilig nga interface gipakita. Ug sa tsart 2F gipakita ang mga resulta sa pagsukod sa shear stress.
Namatikdan sa mga siyentipiko ang usa ka makapaikag nga kamatuoran - ang gisukod nga modulus sa elasticity hapit katunga sa mga pagsulay sa indentation. Kini nga kalainan tali sa indentation ug compression nga mga pagsulay nahibal-an usab alang sa enamel sa ngipon. Sa pagkakaron, adunay daghang mga teorya nga nagpatin-aw niini nga kalainan (gikan sa mga impluwensya sa kalikopan sa panahon sa mga pagsulay hangtod sa kontaminasyon sa mga sample), apan walaβy klaro nga tubag sa pangutana kung ngano nga nahitabo ang kalainan.
Ang sunod nga lakang sa pagtuon sa ngipon sa sea urchin mao ang pagsul-ob sa mga pagsulay nga gihimo gamit ang scanning electron microscope. Ang ngipon gipapilit sa usa ka espesyal nga gunitanan ug gipilit sa usa ka substrate nga ultrananocrystalline diamante (3A).
Hulagway #3
Namatikdan sa mga siyentista nga ang ilang bersyon sa pagsulay sa pagsul-ob sukwahi sa kasagarang buhaton kung ang tumoy sa diamante gipugos sa usa ka substrate sa materyal nga gitun-an. Ang mga pagbag-o sa pamaagi sa pagsulay sa pagsul-ob nagtugot sa usa ka mas maayo nga pagsabut sa mga kabtangan sa mga microstructure ug mga sangkap sa ngipon.
Sama sa atong makita sa mga hulagway, sa diha nga ang kritikal nga load naabot, chips magsugod sa pagporma. Angayan nga hunahunaon nga ang kusog sa "paak" sa Aristotelian nga parol sa mga sea urchin magkalainlain depende sa mga espisye gikan sa 1 hangtod 50 ka newton. Sa pagsulay, usa ka puwersa gikan sa gatusan ka micronewtons ngadto sa 1 newton gigamit, i.e. gikan sa 1 ngadto sa 5 ka newtons alang sa tibuok Aristotelian lantern (tungod kay adunay lima ka ngipon).
Gihulagway 3B(i) gagmay nga mga partikulo (pula nga udyong) makita, naporma isip resulta sa pagsul-ob sa dapit nga bato. Samtang ang lugar nga bato nagsul-ob ug nagkontrata, ang mga liki sa mga interface sa taliwala sa mga palid mahimong maggikan ug mokaylap tungod sa pag-load sa compression-shear ug pagtukod sa stress sa lugar sa mga calcite plate. Mga snapshot 3B(ii) ΠΈ 3B(iii) ipakita ang mga dapit diin ang mga tipik nangaputol.
Alang sa pagtandi, duha ka matang sa mga eksperimento sa pagsul-ob ang gihimo: nga adunay kanunay nga pagkarga nga katumbas sa pagsugod sa ani (WCL) ug adunay kanunay nga pagkarga nga katumbas sa kusog sa ani (WCS). Tungod niini, nakuha ang duha ka variant sa pagsul-ob sa ngipon.
Pagsul-ob sa pagsulay nga video:
Yugto I
Yugto II
Yugto III
Yugto IV
Sa kaso sa kanunay nga pagkarga sa WCL test, ang compression sa lugar naobserbahan, bisan pa, walay chipping o uban pang kadaot sa mga plato ang namatikdan (4A). Apan sa pagsulay sa WCS, kung ang normal nga puwersa gidugangan aron mapadayon ang kanunay nga nominal nga boltahe sa kontak, naobserbahan ang pagkaputol ug pagkahulog gikan sa mga plato (4B).
Hulagway #4
Kini nga mga obserbasyon gipamatud-an sa laraw (4Π‘) pagsukod sa compression area ug ang gidaghanon sa chipped plates depende sa sliding length (sample over diamond during the test).
Gipakita usab niini nga graph nga sa kaso sa WCL walay mga chip nga naporma bisan kung ang distansya sa pag-slide mas dako kaysa sa kaso sa WCS. Inspeksyon sa compressed ug chipped plates alang sa 4B nagtugot kanimo nga mas masabtan ang mekanismo sa pagpahait sa kaugalingon sa mga ngipon sa sea urchin.
Ang lugar sa compressed area sa bato nagdugang samtang ang plate mabuak, hinungdan nga ang bahin sa compressed area matangtang. [4B(iii-v)]. Ang mga bahin sa microstructural sama sa bugkos tali sa bato ug mga slab nagpadali niini nga proseso. Gipakita sa microscopy nga ang mga lanot sa calculus nabawog ug nakasulod sa mga lut-od sa mga plato sa convex nga bahin sa ngipon.
Sa tsart 4Π‘ adunay usa ka paglukso sa gidaghanon sa naputol nga lugar kung ang bag-ong plato natangtang gikan sa ngipon. Kini talagsaon nga sa samang higayon adunay usa ka mahait nga pagkunhod sa gilapdon sa oblate nga rehiyon (4D), nga nagpaila sa proseso sa pagpahait sa kaugalingon.
Sa yanong pagkasulti, kini nga mga eksperimento nagpakita nga samtang nagmintinar sa usa ka kanunay nga normal (dili kritikal) nga load sa panahon sa mga pagsulay sa pagsul-ob, ang tumoy mahimong blunt, samtang ang ngipon nagpabilin nga mahait. Kini nahimo nga ang mga ngipon sa mga hedgehog gipahait sa panahon sa paggamit, kung ang load dili molapas sa kritikal nga usa, kung dili ang kadaot (chips) mahimong mahitabo, ug dili pagpahait.
Hulagway #5
Aron masabtan ang papel sa mga microstructure sa ngipon, ang ilang mga kabtangan ug ang ilang kontribusyon sa mekanismo sa pagpahait sa kaugalingon, usa ka nonlinear finite element analysis sa proseso sa pagsul-ob ang gihimo (5A). Aron mahimo kini, gigamit ang mga imahe sa usa ka longhitudinal nga seksyon sa tumoy sa ngipon, nga nagsilbing sukaranan alang sa usa ka modelo nga duha-ka-dimensyon nga gilangkoban sa bato, mga palid, kilya ug mga interface tali sa mga palid ug bato.
Mga hulagway 5B-5H mao ang contour plot sa Mises criterion (plasticity criterion) sa ngilit sa bato ug slab area. Kung ang usa ka ngipon gi-compress, ang calculus moagi sa dagkong viscoplastic deformation, magtigum og kadaot ug mokunhod ("flattens") (5B ΠΈ 5C). Ang dugang nga compression nag-aghat sa usa ka shear band sa bato, diin ang kadaghanan sa mga plastik nga deformation ug kadaot natipon, naggisi sa bahin sa bato, nga nagdala niini sa direkta nga kontak sa substrate (5D). Ang ingon nga pagkabahin sa bato niini nga modelo katumbas sa mga eksperimento nga obserbasyon (split fragment on 3B(i)). Ang compression nagresulta usab sa delamination tali sa mga plato tungod kay ang mga elemento sa interface gipailalom sa nagkasagol nga loading nga miresulta sa pagkabuak (pagpanit). Samtang nagkadaghan ang lugar sa kontak, ang mga stress sa kontak nagdugang, hinungdan sa pagsugod ug pagpadaghan sa usa ka liki sa interface (5B-5E). Ang pagkawala sa adhesion tali sa mga palid makapalig-on sa kink, nga maoy hinungdan nga ang gawas nga plato mawala.
Ang pagkubkob makapasamot sa kadaot sa interface nga moresulta sa pagtangtang sa plato sa dihang ang (mga) plato moagi sa pagkabahin (diin ang mga liki motipas gikan sa interface ug motuhop sa plato, 5G). Samtang nagpadayon ang proseso, ang mga tipik sa plato natangtang gikan sa tumoy sa ngipon (5H).
Makapaikag nga ang simulation tukma kaayo nga nagtagna sa pag-chip sa mga rehiyon sa bato ug plato, nga namatikdan na sa mga siyentista sa mga obserbasyon (3B ΠΈ 5I).
Alang sa usa ka mas detalyado nga kaila sa mga nuances sa pagtuon, girekomenda ko ang pagtan-aw ΠΈ kaniya
Epilogo
Gipamatud-an na usab niini nga buhat nga ang ebolusyon dili kaayo makasuporta sa ngipon sa tawo. Seryoso, sa ilang pagtuon, ang mga siyentista nakahimo sa pagsusi sa detalye ug pagpatin-aw sa mekanismo sa pagpahait sa kaugalingon sa mga ngipon sa mga sea urchin, nga gibase sa talagsaon nga istruktura sa ngipon ug sa husto nga karga niini. Ang mga plato nga nagtabon sa ngipon sa hedgehog gipanitan ubos sa usa ka piho nga karga, nga nagtugot kanimo nga magpabilin nga mahait ang ngipon. Apan wala kini magpasabot nga ang mga sea urchin makadugmok sa mga bato, tungod kay kung maabot ang kritikal nga load indicators, ang mga liki ug mga chips maporma sa mga ngipon. Mopatim-aw nga ang prinsipyo nga "adunay gahum, walay hunahuna ang gikinahanglan" siguradong dili makahatag bisan unsang kaayohan.
Mahimong maghunahuna ang usa nga ang pagtuon sa mga ngipon sa mga lumulupyo sa lawom nga dagat dili makahatag bisan unsang kaayohan sa tawo, gawas sa katagbawan sa dili matagbaw nga pagkamausisaon sa tawo. Bisan pa, ang kahibalo nga nakuha sa panahon sa kini nga pagtuon mahimoβg magsilbi nga sukaranan alang sa paghimo sa mga bag-ong tipo sa mga materyales nga adunay mga kabtangan nga parehas sa mga ngipon sa mga hedgehog - pagsul-ob sa pagsukol, pagpahait sa kaugalingon sa lebel sa materyal nga walaβy tabang sa gawas, ug kalig-on.
Bisan pa, ang kinaiyahan adunay daghang mga sekreto nga wala pa naton ibutyag. Makatabang ba sila? Tingali oo, tingali dili. Apan usahay, bisan sa labing komplikado nga panukiduki, usahay dili ang destinasyon ang hinungdanon, apan ang panaw mismo.
Biyernes sa gawas:
Ang mga kalasangan sa ilalom sa dagat sa higanteng mga lumot nagsilbing dapit nga tigomanan sa mga sea urchin ug uban pang talagsaong mga molupyo sa kadagatan. (BBC Earth, voice-over - David Attenborough).
Salamat sa pagtan-aw, pabiling kuryoso ug maayong semana sa tanan! π
Salamat sa pagpabilin kanamo. Ganahan ka ba sa among mga artikulo? Gusto nga makakita og mas makapaikag nga sulod? Suportahi kami pinaagi sa pag-order o pagrekomenda sa mga higala, 30% nga diskwento alang sa mga tiggamit sa Habr sa usa ka talagsaon nga analogue sa mga entry-level server, nga giimbento namo alang kanimo: (anaa sa RAID1 ug RAID10, hangtod sa 24 ka mga core ug hangtod sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 ka beses nga mas barato? Dinhi lang sa Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - gikan sa $99! Basaha ang mahitungod sa
Source: www.habr.com