Du træder ind i en korridor med dæmpet lys, hvor du møder nødlidende sjæle, plaget af smerte og lidelse. Men der bliver ingen fred for dem her, for bag hver af dørene venter dem mere pine og frygt, der fylder alle kroppens celler og fylder alle tanker. Du kommer hen til en af dørene, bag hvilken du kan høre en helvedes smæld og summen, der går ind til knoglerne. Samler det sidste mod til en knytnæve og rækker en hånd kold af rædsel frem til dørhåndtaget, da nogen pludselig rører din skulder bagfra, og du vender dig om, gysende overrasket. ”Lægen er fri om et par minutter. Sæt dig ned nu, vi ringer til dig,” fortæller sygeplejerskens blide stemme. Det er tilsyneladende sådan nogle mennesker forestiller sig at gå til tandlægen, som har en ekstrem negativ holdning til disse "sadister" i hvide kitler. Men i dag vil vi ikke tale om tandlægefobi, vi vil tale om krokodiller. Ja, ja, det handler om dem, eller rettere om deres tænder, som ikke behøver tandbehandling.
Forskere fra University of Missouri (USA) gennemførte en undersøgelse af krokodillers tænder, som viste de underholdende træk ved emaljen af disse upåklagelige jægere, kun afhængig af deres kæber. Hvad fandt forskerne ud af, hvordan adskiller tænderne på moderne krokodiller sig fra deres forhistoriske slægtninge, og hvad er brugen af denne undersøgelse? Det lærer vi om fra forskningsgruppens rapport.
Forskningsgrundlag
For de fleste hvirveldyr er tænder en væsentlig egenskab ved at modtage og spise mad (myreslugere tæller ikke med). Nogle af rovdyrene er afhængige af fart under jagten (geparder), nogle på kollektivet (løver), og for nogle spiller styrken af deres bid en stor rolle. Det gælder også krokodiller, som sniger sig ind på deres ofre i vandet og griber dem med deres kraftige kæber. For at forhindre offeret i at flygte, skal grebet være kraftigt, og det resulterer i store belastninger af knoglestrukturen. For at neutralisere den negative effekt af deres kraftige bid har krokodiller en sekundær knoglegane, som er fast forbundet med kraniet.
En visuel demonstration af lukning og åbning af kæben på en krokodille.
Et af hovedtræk ved krokodilletænder er deres konstante udskiftning med nye, når de gamle bliver slidt. Faktum er, at krokodillernes tænder ligner en rededukke, indeni hvilken nye tænder udvikler sig. Cirka hvert 2. år udskiftes hver af tænderne i kæben med nye.
Vær opmærksom på, hvor tæt denne "tandfælde" lukker.
Krokodilletænder er opdelt i flere kategorier efter deres form og tilsvarende funktionalitet. I begyndelsen af kæben er der 4 store hugtænder, som er nødvendige for effektiv fangst af bytte. I midten er tykkere tænder, der øges langs kæben. Denne del er nødvendig for at skære bytte. I bunden udvider tænderne sig og bliver fladere, hvilket gør det muligt for krokodiller at knække åbne bløddyrskaller og skildpaddeskaller som frø.
Hvor stærk er en krokodilles kæbe? Dette afhænger naturligvis af dens størrelse og type. For eksempel fandt de i 2003 ud af, at en Mississippi-alligator på 272 kilo bider med en kraft på ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Men den kæmmede krokodille på 1308 kilo viste en overvældende ～34500 N. I øvrigt er den absolutte bidekraft hos mennesker cirka 1498 N.
Biddens styrke afhænger ikke så meget af tænderne som af kæbemusklerne. Hos krokodiller er disse muskler meget tætte, og der er mange af dem. Der er dog stor forskel på de meget udviklede muskler, der er ansvarlige for at lukke munden (som giver en sådan bidkraft) og de svage muskler, der er ansvarlige for at åbne munden. Dette forklarer, hvorfor en krokodilles lukkede mund kan holdes på plads med simpel tape.
Kom nu, vis mig, hvem der kaldte dig en lille.
Men krokodiller har ikke kun brug for en kæbe for hensynsløse drab for mad, men også for at passe deres afkom. Hunkrokodiller bærer ofte deres unger præcist i kæberne (det er svært at finde et mere sikkert sted for dem, for hvem ville vove at klatre der). Krokodillers mund er udstyret med meget følsomme receptorer, takket være hvilke de kan regulere kraften af deres bid, hvilket giver dem mulighed for bedre at holde bytte eller omhyggeligt bære babyer.
Mennesketænder vokser desværre ikke tilbage, efter at de gamle falder ud, men der er noget til fælles med krokodiller - emalje.
Billede #1: Caudal tand af en Mississippian alligator (Alligator mississippiensis).
Emalje er den ydre skal af tandens krone. Dette er den mest holdbare del af den menneskelige krop, ligesom mange andre hvirveldyr. Men som bekendt ændrer vores tænder sig ikke til nye, så vores emalje skal være tykkere. Men hos krokodiller erstattes slidte tænder med nye, så der er ikke behov for tyk emalje. Det lyder ret logisk, men er det virkelig sådan?
Forskere siger, at forståelsen af ændringerne i emalje inden for et enkelt taxon vil give os mulighed for bedre at huske, hvordan strukturen af emalje ændrer sig afhængigt af dyrets biomekanik og kost.
Krokodiller, nemlig Alligator mississippiensiser velegnede til denne undersøgelse af en række årsager. For det første ændrer deres tænder, bidekraft og emaljestruktur sig med individets alder og størrelse, hvilket også skyldes en ændring i kosten. For det andet har krokodilletænder forskellige morfologier afhængigt af deres placering i kæben.
Billede #2: a og b viser forskellen i tænder mellem store og små individer, c-e viser tænderne på de fossile forfædre til moderne krokodiller.
De rostrale tænder er tynde og bruges til at fange byttedyr, mens de kaudale tænder er stumpe og bruges til at knuse med højere bidekræfter. Med andre ord afhænger belastningen af tanden af dens position i kæben og af størrelsen på ejeren af denne kæbe.
Denne undersøgelse præsenterer resultaterne af analyser og målinger af absolut emaljetykkelse (AET) og størrelsesstandardiseret (relativ) emaljetykkelse (RET) af krokodilletænder.
AET er et estimat af den gennemsnitlige afstand fra emalje-dentinforbindelsen til den ydre overflade af emaljen og er en lineær måling. Og RET er en dimensionsløs værdi, der giver dig mulighed for at sammenligne den relative tykkelse af emalje på forskellige skalaer.
Forskere vurderede AET og RET af rostraltænderne (ved "næsen" af kæben), mellemliggende (i midten af rækken) og kaudale (ved bunden af kæben) tænder hos syv individer af arten Alligator mississippiensis.
Det er også vigtigt at bemærke, at strukturen af emaljen kan afhænge af den enkeltes kost og arten som helhed. Krokodiller har en meget omfattende diæt (hvad end de fanger bliver aftensmad), men den adskiller sig fra deres slægtninge, som for længst er uddøde. For at teste dette med hensyn til emalje analyserede forskerne AET- og RET-fossiler. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) og Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae er repræsentativ for juratiden, Iharkutosuchus - Kridttiden, og Allognathosuchus fra eocæn.
Inden de egentlige målinger startede, brainstormede forskerne og foreslog flere teoretiske hypoteser:
- Hypotese 1a - da AET er et lineært mål og bør afhænge af størrelse, antages det, at variansen i AET bedst kan forklares af kraniets størrelse;
- Hypotese 1b – da RET er standardiseret for størrelse, antages det, at variansen i RET bedst kan forklares ved tandposition;
- Hypotese 2a - da AET og kranielængde er lineære mål for størrelse, bør de skaleres med en isometrisk hældning;
- hypotese 2b - da kaudaltænderne oplever de største bidkræfter i tandsættet, derfor vil RET være højere i kaudaltænderne.
Tabellerne nedenfor viser prøvedata (kranier af krokodiller af arten Alligator mississippiensistaget fra Rockefeller Preserve i Grand Chenier, Louisiana og fossiler).
Tabel #1: Krokodilletandscanningsdata (rostralt, mellemliggende og kaudalt).
Tabel 2: tanddata (LSkull - kranielængde, hCrown - kronehøjde, VE - emaljevolumen, VD - dentinvolumen, SAEDJ - emalje-dentingrænsefladeareal, AET - absolut emaljetykkelse, RET - relativ emaljetykkelse).
Forskningsresultater
Ifølge de tanddata, der er præsenteret i tabel 2, konkluderede forskerne, at tykkelsen af emaljen skalerer isometrisk med kraniets længde, uanset tandens position.
Tabel 3: AET- og RET-værdier afhængigt af variablerne.
Billede #3: AET/RET-skalering i forhold til kranielængde.
Samtidig er tykkelsen af emaljen på kaudaltænderne væsentligt større end på de andre, men dette afhænger heller ikke af kraniets længde.
Tabel nr. 4: gennemsnitsværdier af emaljetykkelse hos højere hvirveldyr (krokodyliforme - ikke-taksongruppe af krokodiller, dinosaurer - dinosaurer, artiodactyl - artiodactyler, Odontocete - underordnet af hvaler, Perissodactyl - hovdyr, gnavere - primater, gnavere - primater ).
Billede #4: De kaudale tænder er tykkere end de andre tænder.
Skaleringsdataene (tabel 3) bekræftede hypotese 1a, der forklarer afhængigheden af AET-værdien af kraniets længde og ikke af tandens position. Men RET-værdierne afhænger tværtimod af tandens position i rækken og ikke af kraniets længde, hvilket bekræfter hypotese 1b.
De resterende hypoteser (2a og 2b) blev også bekræftet, hvilket følger af analysen af den gennemsnitlige tykkelse af tandemalje med forskellige positioner i rækken.
En sammenligning af emaljetykkelsen mellem den moderne Mississippi-alligator og dens gamle forfædre viste meget til fælles, men der var også forskelle. Så i Allognathosuchus er tykkelsen af emaljen omkring 33% større end i moderne krokodiller (billede nedenfor).
Billede #5: Sammenligning af gennemsnitlig emaljetykkelse i alligatorer og fossile krokodiller efter kronehøjde.
Ved at opsummere alle ovenstående data kom forskerne til den konklusion, at tykkelsen af emaljen direkte afhænger af, så at sige, tændernes rolle. Hvis disse tænder er nødvendige for at knuse, så vil deres emalje være meget tykkere. Tidligere fandt man ud af, at trykket (kompressionskraften) af de kaudale tænder er højere end for de rostrale. Dette skyldes netop deres rolle - at holde bytte og knuse knogler. Således forhindrer tykkere emalje skader på tænderne, som udsættes for maksimal belastning under ernæring. Faktisk tyder beviserne på, at de kaudale tænder hos krokodiller er meget mindre tilbøjelige til at knække på trods af alvorlig stress.
Desuden blev det konstateret, at tænderne Allognathosuchus emaljen er betydeligt tykkere end hos de andre undersøgte krokodiller. Det menes, at dette fossil foretrak at spise skildpadder, og at knuse deres skaller kræver stærke tænder og tyk emalje.
Forskerne sammenlignede også tykkelsen af emaljen på krokodiller og nogle dinosaurer, svarende til den anslåede vægt og størrelse. Denne analyse viste, at krokodille havde tykkere emalje (diagram nedenfor).
Billede #6: sammenligning af krokodille- og dinosauremaljetykkelse.
Mærkeligt nok var tyrannosauridemaljen næsten lige så tyk som den fra de meget mindre Allognathosuchus og endda moderne krokodiller. Det er logisk, at strukturen af krokodillertanden forklares af deres vaner med hensyn til jagt og kost.
Men på trods af deres optegnelser er emaljen på arkosaurer (krokodiller, dinosaurer, pterosaurer osv.) tyndere end pattedyrs.
Billede #7: Sammenligning af emaljetykkelse (AET) mellem krokodiller og nogle pattedyr.
Hvorfor er emaljen på jægere, der er så stærkt afhængige af deres kæber, tyndere end hos pattedyr? Svaret på dette spørgsmål var i begyndelsen - udskiftning af slidte tænder med nye. Selvom krokodiller har stærke tænder, har de så at sige ikke brug for kraftige, i betragtning af at der altid vil komme en ny tand til at erstatte en knækket. Pattedyr (for det meste) har ikke et sådant talent.
Billede #8: Emaljetykkelse (RET) sammenligning mellem krokodiller og nogle pattedyr.
For at være mere præcis varierer tykkelsen af emaljen hos arkosaurer fra 0.01 til 0.314 mm og hos pattedyr fra 0.08 til 2.3 mm. Forskellen, som de siger, på ansigtet.
For mere detaljeret information om nuancerne i undersøgelsen, anbefaler jeg at se på
Epilog
Tænder, hvor mærkeligt det end lyder, er et ekstremt vigtigt redskab i udvindingen af mad. Ja, en moderne person kan altid rette enhver defekt forbundet med tænder, men der er ingen tandlæger blandt repræsentanter for den vilde natur. Selv en person vidste ikke altid, hvad tandbehandling er. Derfor vælger nogle arter stærke og holdbare tænder, mens andre foretrækker at skifte dem som handsker. Krokodiller og deres fjerne slægtninge kan placeres i begge grupper. Emaljen på tænderne, som er nødvendige for effektiv tilbageholdelse af bytte og knusende knogler, er ret tyk hos krokodiller, men på grund af de alvorlige belastninger, slides deres tænder stadig og nogle gange knækker. I sådan en ny tand tager den gamle tands plads.
For et menneske er et af kendetegnene den modsatte tommelfinger, som har hjulpet os enormt i mange bestræbelser, lige fra "saml en pind og smæk den irriterende nabo på grenen" til "saml en kuglepen og skriv en sonet." For krokodiller er et sådant værktøj deres kæber, især deres tænder. Det er denne del af kroppen, der gør krokodiller til så farlige og dødbringende jægere, som bør undgås.
Fredag off-top:
En meget nysgerrig og æstetisk smuk kort tegneserie, hvor en krokodille ikke er helt en krokodille.
En tegneserie om, hvordan du ikke kan stole på mistænkelige "stammer" i vandet, især hvis du er en gnu.
Tak fordi du så med, bliv nysgerrig og hav en god weekend alle sammen! 🙂
Tak fordi du blev hos os. Kan du lide vores artikler? Vil du se mere interessant indhold? Støt os ved at afgive en ordre eller anbefale til venner, 30% rabat til Habr-brugere på en unik analog af entry-level servere, som er opfundet af os til dig: (tilgængelig med RAID1 og RAID10, op til 24 kerner og op til 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 gange billigere? Kun her i Holland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Læse om
Kilde: www.habr.com