Sie betreten einen Korridor mit gedämpftem Licht, wo Sie mittellosen Seelen begegnen, die von Schmerz und Leid gequält werden. Doch hier wird es für sie keinen Frieden geben, denn hinter jeder Tür erwartet sie noch mehr Qual und Angst, die alle Zellen des Körpers und alle Gedanken erfüllen. Du kommst an eine der Türen, hinter der du ein höllisches Knirschen und Summen hörst, während du dich auf den Weg zu den Knochen machst. Mit letztem Mut zur Faust strecken Sie Ihre vor Entsetzen erkaltete Hand nach der Türklinke, als plötzlich jemand von hinten Ihre Schulter berührt und Sie sich schaudernd vor Überraschung umdrehen. „Der Arzt wird in ein paar Minuten frei sein. Setzen Sie sich erst einmal, wir rufen Sie“, sagt Ihnen die sanfte Stimme der Krankenschwester. So stellen sich offenbar manche Menschen den Gang zum Zahnarzt vor, die diesen „Sadisten“ in weißen Kitteln äußerst negativ gegenüberstehen. Aber heute werden wir nicht über Zahnarztphobie sprechen, sondern über Krokodile. Ja, ja, es geht um sie bzw. um ihre Zähne, die keiner zahnärztlichen Behandlung bedürfen.
Wissenschaftler der University of Missouri (USA) führten eine Studie über die Zähne von Krokodilen durch, die die amüsanten Merkmale des Zahnschmelzes dieser tadellosen Jäger zeigte, die sich allein auf ihre Kiefer stützten. Was haben Wissenschaftler herausgefunden, wie unterscheiden sich die Zähne moderner Krokodile von denen ihrer prähistorischen Verwandten und welchen Nutzen hat diese Studie? Das erfahren wir aus dem Bericht der Forschungsgruppe.
Forschungsgrundlage
Für die meisten Wirbeltiere sind Zähne ein wesentliches Merkmal der Nahrungsaufnahme und Nahrungsaufnahme (Ameisenbären zählen nicht dazu). Einige der Raubtiere verlassen sich bei der Jagd auf Geschwindigkeit (Geparden), andere auf das Kollektiv (Löwen) und für einige spielt die Stärke ihres Bisses eine große Rolle. Das gilt auch für Krokodile, die sich im Wasser an ihre Opfer heranschleichen und sie mit ihren kräftigen Kiefern packen. Um zu verhindern, dass das Opfer entkommt, muss der Griff kräftig sein, was zu starken Belastungen der Knochenstruktur führt. Um die negative Wirkung ihrer kräftigen Bisse zu neutralisieren, verfügen Krokodile über einen sekundären knöchernen Gaumen, der fest mit dem Schädel verbunden ist.
Eine visuelle Demonstration des Schließens und Öffnens des Kiefers eines Krokodils.
Eines der Hauptmerkmale von Krokodilzähnen ist ihr ständiger Ersatz durch neue Zähne, wenn die alten abgenutzt sind. Tatsache ist, dass die Zähne von Krokodilen einer Nistpuppe ähneln, in deren Inneren sich neue Zähne entwickeln. Ungefähr alle 2 Jahre wird jeder einzelne Kieferzahn durch einen neuen ersetzt.
Achten Sie darauf, wie fest diese „Zahnfalle“ schließt.
Krokodilzähne werden je nach Form und entsprechender Funktionalität in mehrere Kategorien eingeteilt. Am Anfang des Kiefers befinden sich 4 große Fangzähne, die zum effektiven Beutefang benötigt werden. In der Mitte befinden sich dickere Zähne, die entlang des Kiefers ansteigen. Dieser Teil wird benötigt, um Beute zu zerlegen. An der Basis dehnen sich die Zähne aus und werden flacher, wodurch Krokodile Muscheln und Schildkrötenpanzer wie Samen aufbrechen können.
Wie stark ist der Kiefer eines Krokodils? Dies hängt natürlich von seiner Größe und Art ab. Beispielsweise fanden sie 2003 heraus, dass ein 272 Kilogramm schwerer Mississippi-Alligator mit einer Kraft von ～9500 N (N – Newton, 1 N = 1 kg m/s2) beißt. Aber das 1308 Kilogramm schwere Kammkrokodil zeigte eine umwerfende Stärke von ～34500 N. Die absolute Bisskraft beim Menschen beträgt übrigens etwa 1498 N.
Die Stärke des Bisses hängt weniger von den Zähnen als vielmehr von der Kiefermuskulatur ab. Bei Krokodilen sind diese Muskeln sehr dicht und es gibt viele davon. Es gibt jedoch einen großen Unterschied zwischen den sehr entwickelten Muskeln, die für das Schließen des Mundes verantwortlich sind (was eine solche Bisskraft erzeugt), und den schwachen Muskeln, die für das Öffnen des Mundes verantwortlich sind. Dies erklärt, warum das geschlossene Maul eines Krokodils mit einfachem Klebeband festgehalten werden kann.
Komm schon, zeig mir, wer dich ein Kleines genannt hat.
Aber Krokodile brauchen einen Kiefer nicht nur für rücksichtslose Tötungen zur Nahrungsgewinnung, sondern auch für die Pflege ihres Nachwuchses. Weibliche Krokodile tragen ihre Jungen oft genau im Kiefer (es ist schwierig, einen sichereren Ort für sie zu finden, denn wer würde es wagen, dorthin zu klettern). Das Maul von Krokodilen ist mit sehr empfindlichen Rezeptoren ausgestattet, dank derer sie die Kraft ihres Bisses regulieren können, was ihnen ermöglicht, Beute besser zu halten oder Babys vorsichtiger zu tragen.
Menschliche Zähne wachsen leider nicht nach, nachdem die alten ausgefallen sind, aber es gibt etwas mit Krokodilen gemeinsam – den Zahnschmelz.
Bild Nr. 1: Schwanzzahn eines Mississippi-Alligators (Alligator mississippiensis).
Zahnschmelz ist die äußere Hülle der Zahnkrone. Dies ist wie bei vielen anderen Wirbeltieren der langlebigste Teil des menschlichen Körpers. Wie wir jedoch wissen, verändern sich unsere Zähne nicht durch neue, daher sollte unser Zahnschmelz dicker sein. Bei Krokodilen werden abgenutzte Zähne jedoch durch neue ersetzt, sodass kein dicker Zahnschmelz erforderlich ist. Klingt ziemlich logisch, aber ist es wirklich so?
Wissenschaftler sagen, dass das Verständnis der Veränderungen im Zahnschmelz innerhalb eines einzelnen Taxons es uns ermöglichen wird, uns besser daran zu erinnern, wie sich die Struktur des Zahnschmelzes abhängig von der Biomechanik und der Ernährung des Tieres verändert.
Krokodile nämlich Alligator mississippiensissind aus mehreren Gründen für diese Studie gut geeignet. Erstens verändern sich Zähne, Bisskraft und Zahnschmelzstruktur mit dem Alter und der Größe des Individuums, was auch auf eine Ernährungsumstellung zurückzuführen ist. Zweitens haben Krokodilzähne je nach Position im Kiefer unterschiedliche Morphologien.
Bild Nr. 2: a und b zeigen den Unterschied in den Zähnen zwischen großen und kleinen Individuen, c-e zeigen die Zähne der fossilen Vorfahren moderner Krokodile.
Die rostralen Zähne sind dünn und werden zum Beutefang verwendet, während die kaudalen Zähne stumpf sind und zum Zerkleinern mit höheren Bisskräften verwendet werden. Mit anderen Worten: Die Belastung des Zahns hängt von seiner Position im Kiefer und von der Größe des Kieferbesitzers ab.
Diese Studie präsentiert die Ergebnisse von Analysen und Messungen der absoluten Schmelzdicke (AET) und der größenstandardisierten (relativen) Schmelzdicke (RET) von Krokodilzähnen.
AET ist eine Schätzung des durchschnittlichen Abstands vom Schmelz-Dentin-Übergang zur Außenfläche des Zahnschmelzes und ist eine lineare Messung. Und RET ist ein dimensionsloser Wert, der es Ihnen ermöglicht, die relative Dicke des Zahnschmelzes in verschiedenen Maßstäben zu vergleichen.
Wissenschaftler untersuchten die AET und RET der rostralen (an der „Nase“ des Kiefers), mittleren (in der Mitte der Reihe) und kaudalen (an der Basis des Kiefers) Zähne bei sieben Individuen dieser Art Alligator mississippiensis.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Struktur des Zahnschmelzes von der Ernährung des Individuums und der gesamten Art abhängen kann. Krokodile ernähren sich sehr umfangreich (alles, was sie fangen, wird zum Abendessen gegessen), unterscheiden sich jedoch von dem ihrer längst ausgestorbenen Verwandten. Um dies anhand des Zahnschmelzes zu testen, analysierten die Wissenschaftler AET- und RET-Fossilien. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) und Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae ist repräsentativ für die Jurazeit, Iharkutosuchus - die Kreidezeit und Allognathosuchus aus dem Eozän.
Bevor mit den eigentlichen Messungen begonnen wurde, machten die Forscher ein Brainstorming und schlugen mehrere theoretische Hypothesen vor:
- Hypothese 1a – Da AET ein lineares Maß ist und von der Größe abhängen sollte, wird davon ausgegangen, dass die Varianz des AET am besten durch die Schädelgröße erklärt werden kann;
- Hypothese 1b – Da RET hinsichtlich der Größe standardisiert ist, wird davon ausgegangen, dass die Varianz des RET am besten durch die Zahnposition erklärt werden kann.
- Hypothese 2a – Da AET und Schädellänge lineare Größenmaße sind, sollten sie mit einer isometrischen Steigung skaliert werden;
- Hypothese 2b – Da die Schwanzzähne im Gebiss die größten Bisskräfte erfahren, ist der RET in den Schwanzzähnen höher.
Die folgenden Tabellen enthalten Beispieldaten (Schädel von Krokodilen dieser Art). Alligator mississippiensisentnommen aus dem Rockefeller Preserve in Grand Chenier, Louisiana, und Fossilien).
Tabelle Nr. 1: Krokodilzahn-Scandaten (rostral, intermediär und kaudal).
Tabelle 2: Zahndaten (LSkull – Schädellänge, hCrown – Kronenhöhe, VE – Schmelzvolumen, VD – Dentinvolumen, SAEDJ – Schmelz-Dentin-Grenzflächenfläche, AET – absolute Schmelzdicke, RET – relative Schmelzdicke).
Ergebnisse der Studie
Anhand der in Tabelle 2 dargestellten zahnmedizinischen Daten kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Dicke des Zahnschmelzes isometrisch mit der Länge des Schädels skaliert, unabhängig von der Position des Zahns.
Tabelle 3: AET- und RET-Werte in Abhängigkeit von den Variablen.
Bild Nr. 3: AET/RET-Skalierung im Verhältnis zur Schädellänge.
Gleichzeitig ist die Dicke des Zahnschmelzes an den Schwanzzähnen deutlich größer als an den anderen, was jedoch auch nicht von der Schädellänge abhängt.
Tabelle Nr. 4: Durchschnittswerte der Schmelzdicke bei höheren Wirbeltieren (Crocodyliform – nicht-taxonale Gruppe von Krokodilen, Dinosaurier – Dinosaurier, Artiodactyl – Artiodactyl, Odontocete – Unterordnung der Wale, Perissodactyl – Equiden, Primat – Primaten, Nagetier – Nagetiere ).
Bild Nr. 4: Die Schwanzzähne sind dicker als die anderen Zähne.
Die Skalierungsdaten (Tabelle 3) bestätigten Hypothese 1a und erklärten die Abhängigkeit des AET-Werts von der Schädellänge und nicht von der Position des Zahns. Die RET-Werte hingegen hängen von der Position des Zahns in der Reihe ab und nicht von der Länge des Schädels, was Hypothese 1b bestätigt.
Auch die übrigen Hypothesen (2a und 2b) wurden bestätigt, was sich aus der Analyse der durchschnittlichen Zahnschmelzdicke bei unterschiedlichen Positionen in der Reihe ergibt.
Ein Vergleich der Schmelzdicke zwischen dem modernen Mississippi-Alligator und seinen alten Vorfahren zeigte viele Gemeinsamkeiten, es gab aber auch Unterschiede. Bei Allognathosuchus ist die Dicke des Zahnschmelzes etwa 33 % größer als bei modernen Krokodilen (Bild unten).
Bild Nr. 5: Vergleich der durchschnittlichen Schmelzdicke bei Alligatoren und fossilen Krokodilen nach Kronenhöhe.
Die Wissenschaftler fassten alle oben genannten Daten zusammen und kamen zu dem Schluss, dass die Dicke des Zahnschmelzes sozusagen direkt von der Rolle der Zähne abhängt. Wenn diese Zähne zum Zerkleinern benötigt werden, ist ihr Zahnschmelz viel dicker. Bisher wurde festgestellt, dass der Druck (Kompressionskraft) der kaudalen Zähne höher ist als der der rostralen. Dies liegt genau an ihrer Rolle – Beute festzuhalten und Knochen zu zertrümmern. Somit verhindert ein dickerer Zahnschmelz Schäden an den Zähnen, die während der Ernährung maximaler Belastung ausgesetzt sind. Tatsächlich deuten die Beweise darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Schwanzzähne von Krokodilen trotz starker Belastung brechen, deutlich geringer ist.
Außerdem wurde festgestellt, dass die Zähne Allognathosuchus Der Zahnschmelz ist erheblich dicker als der der anderen untersuchten Krokodile. Man geht davon aus, dass dieses Fossil Schildkröten am liebsten fraß und dass das Zerkleinern ihrer Panzer starke Zähne und dicken Zahnschmelz erforderte.
Die Wissenschaftler verglichen auch die Dicke des Zahnschmelzes von Krokodilen und einigen Dinosauriern, die dem geschätzten Gewicht und der Größe entsprach. Diese Analyse ergab, dass Krokodile einen dickeren Zahnschmelz hatten (Abbildung unten).
Bild Nr. 6: Vergleich der Schmelzdicke von Krokodilen und Dinosauriern.
Seltsamerweise war der Zahnschmelz der Tyrannosauriden fast so dick wie der des viel kleineren Allognathosuchus und sogar der modernen Krokodile. Es ist logisch, dass die Struktur der Zähne von Krokodilen durch ihre Jagd- und Ernährungsgewohnheiten erklärt wird.
Trotz ihrer Aufzeichnungen ist der Zahnschmelz von Archosauriern (Krokodilen, Dinosauriern, Flugsauriern usw.) jedoch dünner als der von Säugetieren.
Bild Nr. 7: Vergleich der Schmelzdicke (AET) zwischen Krokodilen und einigen Säugetieren.
Warum ist der Zahnschmelz von Jägern, die so stark auf ihre Kiefer angewiesen sind, dünner als der von Säugetieren? Die Antwort auf diese Frage stand am Anfang – der Ersatz abgenutzter Zähne durch neue. Obwohl Krokodile starke Zähne haben, brauchen sie sozusagen keine robusten Zähne, da immer ein neuer Zahn an die Stelle eines gebrochenen Zahns tritt. Säugetiere verfügen (größtenteils) über kein solches Talent.
Bild Nr. 8: Vergleich der Schmelzdicke (RET) zwischen Krokodilen und einigen Säugetieren.
Genauer gesagt variiert die Dicke des Zahnschmelzes bei Archosauriern zwischen 0.01 und 0.314 mm und bei Säugetieren zwischen 0.08 und 2.3 mm. Der Unterschied liegt, wie man sagt, im Gesicht.
Für detailliertere Informationen zu den Nuancen der Studie empfehle ich einen Blick auf
Letzter Akt
Zähne sind, so seltsam es auch klingen mag, ein äußerst wichtiges Werkzeug bei der Nahrungsgewinnung. Ja, ein moderner Mensch kann immer jeden mit den Zähnen verbundenen Defekt korrigieren, aber unter den Vertretern der wilden Natur gibt es keine Zahnärzte. Selbst ein Mensch wusste nicht immer, was eine Zahnbehandlung ist. Daher entscheiden sich einige Arten für starke und langlebige Zähne, während andere es vorziehen, sie wie Handschuhe zu wechseln. Krokodile und ihre entfernten Verwandten können in beide Gruppen eingeordnet werden. Der Zahnschmelz der Zähne, der zum effektiven Halten der Beute und zum Zerkleinern von Knochen erforderlich ist, ist bei Krokodilen ziemlich dick, aber angesichts der starken Belastung nutzen sich ihre Zähne immer noch ab und brechen manchmal. Dabei ersetzt ein neuer Zahn den alten Zahn.
Für einen Menschen ist der opponierbare Daumen eines der Markenzeichen, der uns bei vielen Unternehmungen enorm geholfen hat, von „Nimm einen Stock und schlage einem nervigen Nachbarn auf einen Ast“ bis hin zu „Nimm einen Stift und schreibe ein Sonett“. Bei Krokodilen ist ein solches Werkzeug der Kiefer, insbesondere die Zähne. Es ist dieser Körperteil, der Krokodile zu so gefährlichen und tödlichen Jägern macht, die man meiden sollte.
Freitag Off-Top:
Ein sehr merkwürdiger und ästhetisch schöner Kurzzeichentrickfilm, in dem ein Krokodil nicht ganz ein Krokodil ist.
Ein Cartoon darüber, wie man verdächtigen „Baumstämmen“ im Wasser nicht trauen kann, besonders wenn man ein Gnus ist.
Vielen Dank fürs Zuschauen, bleiben Sie neugierig und wünschen Ihnen allen ein tolles Wochenende! 🙂
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Source: habr.com