Entras nun corredor pouco iluminado, onde te atopas con almas indigentes atormentadas pola dor e o sufrimento. Pero aquí non terán paz, porque detrás de cada unha das portas agardan aínda máis tormento e medo, enchendo todas as células do corpo e enchendo todos os pensamentos. Achégase a unha das portas, detrás da cal se escoita un moído e zumbido infernal que che arrefria ata os ósos. Recollendo a coraxe que che queda nun puño, estendes a man, fría de horror, ata a manilla da porta, cando de súpeto alguén che toca o ombreiro por detrás, e ti, sobresaltado de sorpresa, dás a volta. "O doutor estará libre nuns minutos. Sentade de momento, xa che chamaremos", dille a voz amable da enfermeira. Ao parecer, así é exactamente como algunhas persoas imaxinan ir ao dentista e teñen unha actitude extremadamente negativa cara a estes "sádicos" de bata branca. Pero hoxe non falaremos de dentofobia, falaremos de crocodilos. Si, si, trátase deles, ou máis precisamente dos seus dentes, que non precisan de tratamento dental.
Científicos da Universidade de Missouri (EE.UU.) realizaron un estudo dos dentes dos crocodilos, que mostraron interesantes características do esmalte destes impecables cazadores, confiando precisamente nas súas mandíbulas. Que descubriron os científicos, en que se diferencian os dentes dos crocodilos modernos dos seus parentes prehistóricos e cal é o beneficio desta investigación? Diso coñecémonos co informe do grupo de investigación.
Base de investigación
Para a maioría dos vertebrados, os dentes son un atributo integral para obter e comer alimentos (os osos hormigueros non contan). Algúns depredadores confían na velocidade cando cazan (guepardos), outros no equipo (leóns) e para algúns, a forza da súa mordida xoga un papel importante. Isto tamén se aplica aos crocodilos, que se achegan furtivamente ás súas vítimas na auga e agarran coas súas poderosas mandíbulas. Para evitar que a vítima se escape, o agarre debe ser potente, o que provoca cargas pesadas na estrutura ósea. Para neutralizar o efecto negativo das súas poderosas mordidas, os crocodilos teñen un padal óseo secundario, que está conectado fixamente ao cranio.
Unha demostración visual do peche e da apertura da mandíbula dun crocodilo.
Unha das principais características dos dentes de crocodilo é a súa constante substitución por outros novos cando os vellos se desgastan. O feito é que os dentes dos crocodilos semellan a unha boneca aniñada, no que se desenvolven novos dentes. Aproximadamente unha vez cada 2 anos, cada un dos dentes da mandíbula substitúese por outros novos.
Fíxate como se pecha esta "trampa dental".
Os dentes dos crocodilos divídense en varias categorías en función da forma e da funcionalidade correspondente. Ao comezo da mandíbula hai 4 grandes colmillos, que son necesarios para a captura eficaz da presa. No medio hai dentes máis grosos, que aumentan ao longo da mandíbula. Esta parte é necesaria para cortar presas. Na base, os dentes ensánchanse e fanse máis planos, o que permite aos crocodilos morder as cunchas de moluscos e as de tartarugas como sementes.
Que forte é a mandíbula dun crocodilo? Por suposto, isto depende do seu tamaño e tipo. Por exemplo, en 2003 descubriuse que un caimán de Mississippi de 272 quilos morde cunha forza de ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Pero o crocodilo de auga salgada de 1308 quilos demostrou un alucinante ～34500 N. Por certo, a forza de mordida absoluta nos humanos é de aproximadamente 1498 N.
A forza da mordida non depende tanto dos dentes, senón dos músculos da mandíbula. Nos crocodilos estes músculos son moi densos e hai moitos deles. Non obstante, hai unha forte diferenza entre os músculos moi desenvolvidos encargados de pechar a boca (o que dá tanta forza de mordida) e os músculos débiles responsables de abrir a boca. Isto explica por que a boca pechada dun crocodilo pode manterse no seu lugar cunha simple cinta adhesiva.
Veña, móstrame quen che chamou mocoso.
Pero os crocodilos necesitan unha mandíbula non só para asasinar sen piedade para comer, senón tamén para coidar da súa descendencia. As femias de cocodrilos adoitan levar as súas crías nas mandíbulas (é difícil atoparlles un lugar máis seguro, porque quen quere subir alí). A boca dos crocodilos está dotada de receptores moi sensibles, grazas aos cales poden regular a forza da súa mordida, o que lles permite suxeitar mellor as presas ou levar con coidado os bebés.
Desafortunadamente, os dentes humanos non crecen despois de que os vellos caian, pero teñen algo en común cos crocodilos: o esmalte.
Imaxe #1: dente caudal dun Alligator mississippiensis.
O esmalte é a capa externa da coroa do dente. É a parte máis forte do corpo humano, así como moitos outros vertebrados. Non obstante, como sabemos, os nosos dentes non cambian por outros novos, polo que o noso esmalte debe ser máis groso. Pero nos crocodilos, os dentes desgastados son substituídos por outros novos, polo que non hai necesidade de esmalte groso. Parece bastante lóxico, pero é realmente así?
Os científicos din que comprender os cambios no esmalte dentro dun taxón permitiranos recordar mellor no futuro como cambia a estrutura do esmalte dependendo da biomecánica e da dieta do animal.
Crocodilos, a saber Alligator mississippiensis, son unha excelente opción para este estudo por varias razóns. En primeiro lugar, os seus dentes, a forza de mordida e a estrutura do esmalte cambian segundo a idade e o tamaño do individuo, o que tamén se debe a cambios na dieta. En segundo lugar, os dentes de crocodilo teñen diferentes morfoloxías dependendo da súa posición na mandíbula.
Imaxe no 2: a e b mostran a diferenza de dentes entre individuos grandes e pequenos, c-f mostra os dentes dos antepasados fósiles dos crocodilos modernos.
Os dentes rostrais son finos e úsanse para agarrar presas, mentres que os dentes caudais son romos e úsanse para esmagar con forzas de mordida máis altas. Noutras palabras, a carga dun dente depende da súa posición na mandíbula e do tamaño do propietario desta.
Este estudo presenta os resultados da análise e medicións do grosor absoluto do esmalte (AET) e do grosor do esmalte (relativo) normalizado por tamaño (RET) dos dentes de crocodilo.
AET é unha estimación da distancia media desde a unión esmalte-dentina ata a superficie exterior do esmalte e é unha medida lineal. E RET é un valor adimensional que permite comparar o grosor relativo do esmalte a diferentes escalas.
Os científicos avaliaron a AET e a RET dos dentes rostrales (no "nariz" da mandíbula), intermedios (no medio da fila) e caudais (na base da mandíbula) en sete individuos da especie. Alligator mississippiensis.
Tamén é importante ter en conta que a estrutura do esmalte pode depender da dieta do individuo e da especie no seu conxunto. Os crocodilos teñen unha dieta moi extensa (o que capturan é o que comen), pero é diferente á dos seus parentes, extinguidos hai tempo. Para probalo dende a perspectiva do esmalte, os científicos realizaron unha análise AET e RET dos fósiles. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) e Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae é un representante do período xurásico, Iharkutosuchus - Período Cretácico, e Allognathosuchus do Eoceno.
Antes de comezar as medicións reais, os investigadores fixeron unha chuvia de ideas e propuxeron varias hipóteses teóricas:
- Hipótese 1a—Debido a que AET é unha medida lineal e debe depender do tamaño, espérase que a varianza na AET se explique mellor polo tamaño do cranio;
- Hipótese 1b: debido a que a RET está estandarizada polo tamaño, espérase que a varianza na RET se explique mellor pola posición do dente;
- Hipótese 2a: debido a que AET e a lonxitude do cranio son medidas lineais de tamaño, deberían escalar cunha pendente isométrica;
- Hipótese 2b - Debido a que os dentes caudais experimentan as maiores forzas de mordida no arco, polo tanto, o RET será maior nos dentes caudais.
As táboas seguintes presentan datos de mostra (caveiras de crocodilos Alligator mississippiensis, tomada da Reserva Rockefeller en Grand Chenier, Luisiana, e fósiles).
Táboa no 1: datos de exploración dos dentes de crocodilo (rostral, intermedio e caudal).
Táboa no 2: datos dentais (LSkull - lonxitude do cranio, hCoroa - altura da coroa, VE - volume de esmalte, VD - volume de dentina, SAEDJ - área de interface esmalte-dentina, AET - grosor absoluto do esmalte, RET - grosor relativo do esmalte).
Resultados da investigación
Segundo os datos dentais presentados na táboa 2, os científicos concluíron que o grosor do esmalte escala isométricamente coa lonxitude do cranio, independentemente da posición do dente.
Táboa no 3: valores AET e RET en función das variables.
Imaxe #3: escalado AET/RET en relación á lonxitude do cranio.
Ao mesmo tempo, o grosor do esmalte dos dentes caudais é moito maior que nos demais, pero iso tampouco depende da lonxitude do cranio.
Táboa nº 4: valores medios do grosor do esmalte en vertebrados superiores (Crocodiliforme - grupo extra-taxon de crocodilos, Dinosaurios - dinosauros, Artiodáctilos - artiodáctilos, Odontocete - suborde dos cetáceos, Perisodáctilo - ungulados impares, Primates - primates, Roedor - roedores).
Imaxe #4: o grosor do esmalte dos dentes caudais é maior que o dos outros dentes.
Os datos relativos á escala (táboa no 3) confirmaron a hipótese 1a, explicando a dependencia do valor AET da lonxitude do cranio, e non da posición do dente. Pero os valores RET, pola contra, dependen da posición do dente na fila, e non da lonxitude do cranio, o que confirma a hipótese 1b.
Tamén se confirmaron as restantes hipóteses (2a e 2b), como se desprende da análise do grosor medio do esmalte dos dentes con diferentes posicións na fila.
Unha comparación do grosor do esmalte do caimán moderno de Mississippi e os seus antepasados antigos mostrou moitas semellanzas, pero tamén houbo diferenzas. Así, en Allognathosuchus o grosor do esmalte é aproximadamente un 33% maior que nos crocodilos modernos (imaxe abaixo).
Imaxe #5: comparación do grosor medio do esmalte en caimáns e crocodilios fósiles en función da altura da coroa dos dentes.
Resumindo todos os datos anteriores, os científicos chegaron á conclusión de que o grosor do esmalte depende directamente, por así dicir, do papel dos dentes. Se estes dentes son necesarios para esmagar, o seu esmalte será significativamente máis groso. Con anterioridade descubriuse que a presión (forza de compresión) dos dentes caudais é maior que a dos dentes rostrais. Isto débese precisamente ao seu papel: manter presas e esmagar ósos. Así, un esmalte máis groso evita danos aos dentes, que están suxeitos ao máximo estrés durante a nutrición. De feito, a evidencia suxire que os dentes caudais dos crocodilos rompen con moita menos frecuencia, a pesar do estrés grave.
Ademais, descubriuse que os dentes Allognathosuchus o esmalte é significativamente máis groso que o doutros crocodilios estudados. Crese que esta especie fósil prefería alimentarse de tartarugas, e esmagar as súas cunchas require dentes fortes e esmalte groso.
Os científicos tamén compararon o grosor do esmalte de crocodilos e algúns dinosauros, o peso e o tamaño estimados correspondentes. Esta análise mostrou que os crocodilios tiñan un esmalte máis groso (diagrama a continuación).
Imaxe #6: Comparación do grosor do esmalte de crocodilos e dinosauros.
É curioso que o esmalte do tiranosáurido tivese case o mesmo grosor que o dos Allognathosuchus, moito máis pequenos, e ata os crocodilos modernos. É lóxico que a estrutura dental dos crocodilos se explique polos seus hábitos en canto á caza e á dieta.
Porén, a pesar dos seus rexistros, o esmalte dos arcosaurios (crocodilos, dinosauros, pterosaurios, etc.) é máis delgado que o dos mamíferos.
Imaxe #7: Comparación do grosor do esmalte (AET) de crocodilos e algunhas especies de mamíferos.
Por que o esmalte dos cazadores, que dependen tanto das súas mandíbulas, é máis fino que o dos mamíferos? A resposta a esta pregunta xa estaba no principio: substituír os dentes desgastados por outros novos. Aínda que os crocodilos teñen dentes fortes, non necesitan, por así dicir, dentes super fortes, debido ao feito de que un dente novo sempre substituirá a un roto. Os mamíferos (na súa maioría) non teñen este talento.
Imaxe #8: Comparación do grosor do esmalte (RET) de crocodilos e algunhas especies de mamíferos.
Máis precisamente, o grosor do esmalte nos arcosaurios varía de 0.01 a 0.314 mm, e nos mamíferos de 0.08 a 2.3 mm. A diferenza, como din, é obvia.
Para unha ollada máis detallada aos matices do estudo, recoméndolle botarlle unha ollada
Epílogo
Os dentes, por estraño que pareza, son unha ferramenta moi importante para obter alimentos. Si, o home moderno sempre pode corrixir calquera defecto asociado aos dentes, pero entre os representantes da natureza non hai dentistas. Mesmo a xente non sempre sabía o que era o tratamento dental. Polo tanto, algunhas especies elixen dentes fortes e duradeiros, mentres que outras prefiren cambialos, como as luvas. Os crocodilos e os seus parentes distantes pódense clasificar en ambos grupos. O esmalte dos dentes, que son necesarios para suxeitar eficazmente a presa e esmagar os ósos, é bastante groso nos crocodilos, pero dado o grave estrés, os seus dentes aínda se desgastan e ás veces rompen. Nestes casos, un novo dente ocupa o lugar do vello.
Para unha persoa, unha das características distintivas é o polgar opoñible, que nos axudou moito en moitas tarefas, que van desde “colle un pau e fode o veciño molesto na póla” ata rematar con “colle unha pluma e escribe un soneto. ” Para os crocodilos, tal ferramenta son as súas mandíbulas, en particular os seus dentes. É esta parte do corpo a que fai que os crocodilos sexan cazadores tan perigosos e mortais que se deben evitar.
Venres fóra de tope:
Un debuxo animado curto moi interesante e esteticamente fermoso no que o crocodilo non é un crocodilo.
Un debuxo animado sobre como non podes confiar en "troncos" sospeitosos na auga, especialmente se es un ñu.
Grazas por ver, quédate con curiosidade e teñades unha boa fin de semana a todos! 🙂
Grazas por estar connosco. Gústanche os nosos artigos? Queres ver máis contido interesante? Apóyanos facendo un pedido ou recomendando a amigos, Desconto do 30 % para os usuarios de Habr nun análogo único de servidores de nivel de entrada, que inventamos nós para ti: (dispoñible con RAID1 e RAID10, ata 24 núcleos e ata 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 veces máis barato? Só aquí nos Países Baixos! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - desde $ 99! Ler sobre
Fonte: www.habr.com