Vous entrez dans un couloir faiblement éclairé, où vous rencontrez des âmes déchues, tourmentées par la douleur et les souffrances. Mais elles ne trouveront pas de repos ici, car derrière chacune des portes les attendent encore plus de tortures et de peurs, remplissant chaque cellule de leur corps et envahissant toutes leurs pensées. Vous vous approchez d'une des portes, derrière laquelle se fait entendre un grincement infernal et un bourdonnement qui vous gelent à l'os. Rassemblant vos dernières bribes de courage, vous étendez votre main glacée d'horreur vers la poignée de la porte, lorsque soudain quelqu'un touche votre épaule par derrière, et vous vous retournez, sursautant de surprise. « Le docteur se libérera dans quelques minutes. Asseyez-vous pour l’instant, nous vous appellerons », vous informe la douce voix de l'infirmière. C'est ainsi que certaines personnes, qui voient ces « sadistes » en blouses blanches d'un mauvais œil, imaginent une visite chez le dentiste. Mais aujourd'hui, nous ne parlerons pas de dentophobie, nous parlerons de crocodiles. Oui, oui, exactement d'eux, et plus précisément de leurs petites dents, qui n'ont pas besoin de traitements dentaires.
Des chercheurs de l'Université du Missouri (États-Unis) ont mené une étude sur les dents des crocodiles, qui a révélé des caractéristiques intéressantes de l'émail de ces chasseurs sans égal, qui s'appuient précisément sur leurs mâchoires. Qu'ont découvert les scientifiques, quelles sont les différences entre les dents des crocodiles modernes et celles de leurs ancêtres préhistoriques, et quel est l'avantage de cette recherche ? C'est ce que nous apprendrons dans le rapport du groupe de recherche.
Fondement de l'étude
Pour la plupart des vertébrés, les dents sont un attribut indissociable de l'acquisition et de la consommation de nourriture (les fourmiliers ne comptent pas). Certains prédateurs comptent sur la vitesse lors de la chasse (les guépards), d'autres sur la collectivité (les lions), et pour certains, la force de leur morsure joue un rôle immense. Cela s'applique également aux crocodiles, qui s'approchent de leurs proies dans l'eau et les saisissent avec leurs puissantes mâchoires. Pour que la proie ne puisse pas s'échapper, la prise doit être forte, ce qui exerce de grandes contraintes sur la structure osseuse. Pour atténuer l'effet négatif de leurs puissantes morsures, les crocodiles possèdent un deuxième palais osseux, qui est fixé de manière immobile à leur crâne.
Démonstration claire de l'ouverture et de la fermeture de la mâchoire d'un crocodile.
L'une des principales caractéristiques des dents des crocodiles est leur remplacement constant par de nouvelles dents lorsque les anciennes s'usent. En effet, les dents des crocodiles ressemblent à des poupées russes, à l'intérieur desquelles se développent de nouvelles dents. Environ tous les 2 ans, chacune des dents de la mâchoire est remplacée par de nouvelles.
Remarquez à quel point ce « piège dentaire » est bien ajusté.
Les dents des crocodiles se divisent en plusieurs catégories selon leur forme et leur fonction correspondante. Au début de la mâchoire, il y a 4 grandes canines, nécessaires pour saisir efficacement les proies. Au milieu se trouvent des dents plus épaisses, qui augmentent le long de la mâchoire. Cette partie est nécessaire pour trancher les proies. À la base, les dents s'élargissent et deviennent plus plates, permettant aux crocodiles de casser les coquilles des mollusques et les carapaces des tortues, comme des graines.
À quel point la mâchoire d'un crocodile est-elle puissante ? Naturellement, cela dépend de sa taille et de son espèce. Par exemple, en 2003, il a été déterminé qu'un alligator du Mississippi de 272 kilogrammes mord avec une force d'environ 9500 N (N — Newton, 1 N = 1 kg·m/s²). En revanche, un crocodile marin de 1308 kilogrammes a démontré une force incroyable d'environ 34500 N. À titre de référence, la force de morsure absolue chez l'homme est d'environ 1498 N.
La force de morsure dépend non seulement des dents, mais aussi des muscles de la mâchoire. Chez les crocodiles, ces muscles sont très denses et en grand nombre. Cependant, il existe une grande différence entre les muscles très développés qui sont responsables de la fermeture de la bouche (ce qui génère cette puissance de morsure) et les muscles faibles qui sont responsables de l'ouverture de la bouche. Cela explique pourquoi la bouche d'un crocodile peut être maintenue fermée avec du simple ruban adhésif.
Alors, montre-moi qui t'a traité de petit.
Mais la mâchoire des crocodiles n'est pas seulement nécessaire pour des meurtres impitoyables pour se nourrir, mais aussi pour prendre soin de leur progéniture. Les femelles crocodiles transportent souvent leurs petits dans leur mâchoire (il est difficile de trouver un endroit plus sûr pour eux, car qui oserait s'y aventurer). La bouche des crocodiles est équipée de récepteurs très sensibles, ce qui leur permet de réguler la force de leur morsure, leur permettant de mieux tenir leur proie ou de transporter délicatement leurs petits.
Les dents humaines, malheureusement, ne repoussent pas après la chute des anciennes, mais il existe une similitude avec les crocodiles — l'émail.
Image n°1 : dent caudale de l'alligator du Mississippi (Alligator mississippiensis).
L'émail est la couche externe de la partie coronaire de la dent. C'est la partie la plus solide du corps humain, tout comme chez de nombreux autres vertébrés. Cependant, comme nous le savons, nos dents ne se remplacent pas, c'est pourquoi notre émail doit être plus épais. En revanche, chez les crocodiles, les dents usées sont remplacées par de nouvelles, d'où l'absence de nécessité d'un émail épais. Cela semble assez logique, mais est-ce vraiment le cas ?
Les scientifiques affirment que comprendre les changements de l'émail au sein d'un même taxon permettra de mieux appréhender comment la structure de l'émail évolue en fonction de la biomécanique et du régime alimentaire de l'animal.
Les crocodiles, à savoir Alligator mississippiensis, sont particulièrement adaptés à cette recherche pour plusieurs raisons. Premièrement, leurs dents, la force de leur morsure et la structure de l'émail évoluent en fonction de l'âge et de la taille de l'individu, en plus d'être influencées par le régime alimentaire. Deuxièmement, les dents des crocodiles présentent une morphologie variée selon leur position dans la mâchoire.
Image n°2 : a et b montrent la différence entre les dents des grands et des petits individus, c et e montrent les dents des ancêtres fossiles des crocodiles modernes.
Les dents rostrales sont fines et utilisées pour saisir les proies, tandis que les dents caudales sont émoussées et utilisées pour broyer avec des forces de morsure plus élevées. En d'autres termes, la charge sur la dent dépend de sa position dans la mâchoire et de la taille de son propriétaire.
Cette étude présente les résultats de l'analyse et des mesures de l'épaisseur absolue de l'émail (AET) et de l'épaisseur de l'émail normalisée par taille (épaisseur relative, RET) des dents des crocodiles.
L'AET représente une estimation de la distance moyenne de la jonction émail-dentin à la surface externe de l'émail et constitue une mesure linéaire. La RET est une quantité sans dimension qui permet de comparer l'épaisseur relative de l'émail à différentes échelles.
Les scientifiques ont évalué l'AET et la RET des dents rostrales (à l'avant de la mâchoire), intermédiaires (au milieu de l'arc) et caudales (à la base de la mâchoire) chez sept individus de l'espèce. Alligator mississippiensis.
Il est également important de noter que la structure de l'émail peut dépendre de l'alimentation de l'individu et de l'espèce dans son ensemble. Chez les crocodiles, le régime alimentaire est très varié (ce qu'ils attrapent est ce qui fera le repas), mais il diffère de celui de leurs ancêtres qui ont disparu depuis longtemps. Pour examiner cela du point de vue de l'émail, les scientifiques ont analysé l'AET et le RET des fossiles. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) et Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae est un représentant du Jurassique, Iharkutosuchus — du Crétacé, et Allognathosuchus de l'Éocène.
Avant de procéder aux mesures réelles, les chercheurs ont brainstormé et proposé plusieurs hypothèses théoriques :
- hypothèse 1a — puisque l'AET est une mesure linéaire et doit dépendre de la taille, il est supposé que la dispersion dans l'AET sera mieux expliquée par la taille du crâne;
- hypothèse 1b — puisque le RET est standardisé par rapport à la taille, il est supposé que la dispersion dans le RET sera mieux expliquée par la position de la dent;
- hypothèse 2a — puisque l'AET et la longueur du crâne sont des mesures linéaires de taille, elles doivent s'échelonner avec une pente isométrique;
- hypothèse 2b — puisque les dents caudales subissent les plus fortes forces de morsure dans la rangée dentaire, donc le RET sera plus élevé pour les dents caudales.
Les tableaux ci-dessous présentent les données des échantillons (crânes de crocodiles de l'espèce Alligator mississippiensis, prélevés dans la réserve Rockefeller à Grand Chenier, Louisiane, et dans des fossiles).
Tableau n°1 : données de numérisation des dents de crocodiles (rostrales, intermédiaires et caudales).
Tableau n°2 : données des dents (LSkull — longueur du crâne, hCrown — hauteur de la couronne, VE — volume de l'émail, VD — volume de la dentine, SAEDJ — surface d'interface émail-dentine, AET — épaisseur absolue de l'émail, RET — épaisseur relative de l'émail).
Résultats de l'étude
Conformément aux données dentaires présentées dans le tableau n°2, les scientifiques ont conclu que l'épaisseur de l'émail s'échelonne isométriquement avec la longueur du crâne, indépendamment de la position de la dent.
Tableau n°3 : valeurs de l'AET et du RET en relation avec les variables.
Image n°3 : échelonnement de l'AET/RET par rapport à la longueur du crâne.
En même temps, l'épaisseur de l'émail sur les dents caudales est significativement plus grande que sur les autres, mais cela ne dépend pas non plus de la longueur du crâne.
Tableau n°4 : valeurs moyennes de l'épaisseur de l'émail chez les vertébrés supérieurs (Crocodyliformes - groupe non taxonomique des crocodiles, Dinosaure - dinosaures, Artiodactyle - ongulés, Odontocète - sous-ordre des cétacés, Périssodactyle - imparisodaire, Primate - primates, Rongeur - rongeurs).
Image n°4 : l'épaisseur de l'émail des dents caudales est supérieure à celle des autres.
Les données concernant le dimensionnement (tableau n°3) ont confirmé l'hypothèse 1a, qui explique la dépendance de la valeur AET par rapport à la longueur du crâne et non à la position de la dent. En revanche, les valeurs RET dépendent de la position de la dent dans la rangée et non de la longueur du crâne, ce qui confirme l'hypothèse 1b.
Les autres hypothèses (2a et 2b) ont également été confirmées, comme le montre l'analyse de l'épaisseur moyenne de l'émail des dents selon leur position dans la rangée.
La comparaison de l'épaisseur de l'émail entre l'alligator moderne du Mississippi et ses ancêtres anciens a révélé de nombreuses similitudes, mais aussi des différences. Ainsi, chez Allognathosuchus, l'épaisseur de l'émail est d'environ 33 % plus importante que chez les crocodiles modernes (image ci-dessous).
Image n°5 : comparaison de l'épaisseur moyenne de l'émail chez l'alligator et les crocodiliens fossiles selon la hauteur de la couronne dentaire.
En résumé, les chercheurs ont conclu que l'épaisseur de l'émail dépend directement, pour ainsi dire, de la fonction des dents. Si ces dents sont nécessaires pour broyer, leur émail sera nettement plus épais. Il a été établi précédemment que la pression (force de compression) des dents caudales est supérieure à celle des dents rostrales. Cela est directement lié à leur rôle - maintenir la proie et broyer les os. Ainsi, un émail plus épais prévient les dommages aux dents, qui subissent une pression maximale pendant l'alimentation. En effet, les données indiquent que les dents caudales des crocodiles se cassent beaucoup moins souvent, malgré des charges importantes.
De plus, il a été découvert que l'émail des dents Allognathosuchus est considérablement plus épais que chez les autres crocodiliens étudiés. On pense que cette espèce fossile préférait se nourrir de tortues, et pour broyer leurs carapaces, des dents robustes et un émail épais sont nécessaires.
Les chercheurs ont également comparé l'épaisseur de l'émail des crocodiliens et de certains dinosaures, correspondant à un poids et une taille supposés similaires. Cette analyse a montré que les crocodiliens avaient un émail plus épais (diagramme ci-dessous).
Image n°6 : comparaison de l'épaisseur de l'émail des crocodiles et des dinosaures.
Il est intéressant de noter que l'émail du Tyrannosaurus était pratiquement de la même épaisseur que celui du beaucoup plus petit Allognathosuchus et même des crocodiles modernes. Il est logique que la structure des dents des crocodiles s'explique par leurs comportements en matière de chasse et de régime alimentaire.
Cependant, malgré leurs records, l'émail des archosaures (crocodiles, dinosaures, ptérosaures, etc.) est plus mince que celui des mammifères.
Image n°7 : comparaison de l'épaisseur de l'émail (AET) des crocodiles et de certaines espèces de mammifères.
Pourquoi l'émail des prédateurs, qui dépendent fortement de leurs mâchoires, est-il plus mince que chez les mammifères ? La réponse à cette question était déjà présente au début — le remplacement des dents usées par de nouvelles. Bien que les crocodiles aient des dents robustes, ils n'ont pas besoin, pour ainsi dire, de super-durable, étant donné qu'une nouvelle dent remplacera toujours une dent cassée. Les mammifères (dans une large mesure) n'ont pas ce talent.
Image n°8 : comparaison de l'épaisseur de l'émail (RET) des crocodiles et de certaines espèces de mammifères.
Plus précisément, l'épaisseur de l'émail des archosaures varie de 0,01 à 0,314 mm, et chez les mammifères de 0,08 à 2,3 mm. La différence, comme on dit, est frappante.
Pour en savoir plus sur les détails de l'étude, je vous recommande de consulter le
Épilogue
Les dents, aussi étrange que cela puisse paraître, sont des outils extrêmement importants pour la collecte de nourriture. Oui, l'homme moderne peut toujours corriger un défaut dentaire, mais parmi les représentants de la faune, il n'y a pas de dentistes. Même l'homme ne savait pas toujours ce qu'était le traitement dentaire. C'est pourquoi certaines espèces choisissent des dents solides et durables, tandis que d'autres préfèrent les remplacer comme des gants. Les crocodiles et leurs lointains parents peuvent être classés dans les deux groupes. L'émail des dents, qui sont nécessaires pour maintenir efficacement les proies et broyer les os, est assez épais chez les crocodiles, mais compte tenu des lourdes charges, leurs dents s'usent tout de même et parfois se cassent. Dans ces cas-là, une nouvelle dent remplace l'ancienne.
Pour l'homme, l'une des caractéristiques distinctives est le pouce opposé, qui nous a beaucoup aidés dans diverses entreprises, allant de « prendre un bâton et frapper le voisin gênant » à « prendre une plume et écrire un sonnet ». Pour les crocodiles, l'équivalent est leurs mâchoires, en particulier leurs dents. Cette partie du corps fait des crocodiles des chasseurs si dangereux et mortels qu'il vaut mieux les éviter.
Hors sujet du vendredi :
Un court-métrage très curieux et esthétiquement beau, où le crocodile n'est pas tout à fait un crocodile.
Un dessin animé sur pourquoi il ne faut pas faire confiance à des « branches » suspectes dans l'eau, surtout si vous êtes une antelope gnu.
Merci de votre attention, restez curieux et passez un excellent week-end, les gars ! 🙂
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Source : habr.com
