Ulazite u hodnik s prigušenim svjetlom, gdje susrećete osiromašene duše progonjene boli i patnjom. No, ovdje neće pronaći mir, jer iza svakih vrata čeka ih još više muka i straha, ispunjavajući svaki kutak tijela i preplavljujući misli. Pristupate jednim od vrata, iza kojih se čuje pakleni režanje i zujanje, prodirući do kostiju. Skupivši preostalu hrabrost, pružate hladnu od straha ruku prema kvaki, kada iznenada netko vas dotakne po ramenu, i vi se trgnete od iznenađenja i okrenete. "Doktor će biti slobodan za nekoliko minuta. Sjednite, zvat ćemo vas", javlja vam nježan glas medicinske sestre. Izgleda da neki ljudi ovu situaciju doživljavaju kao posjet stomatologu, smatrajući ih "sadistima" u bijelim kutovima. No, danas nećemo govoriti o dentofobiji, već o krokodilima. Da, da, upravo o njima, a točnije o njihovim zubima, koji ne zahtijevaju stomatološko liječenje.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Missouri (SAD) proveli su istraživanje zuba krokodila koje je pokazalo zanimljive značajke cakline ovih besprijekornih lovaca, koji se oslanjaju na svoje čeljusti. Što su otkrili znanstvenici, po čemu se razlikuju zubi modernih krokodila od njihovih praistorijskih rođaka i koja je korist od ovog istraživanja? O tome ćemo saznati iz izvještaja istraživačke grupe.
Osnova istraživanja
Za većinu kralježnjaka, zubi su neizostavni atribut za dobivanje i konzumaciju hrane (mravojedi se ne računaju). Neki od grabežljivaca oslanjaju se na brzinu tijekom lova (gepardi), neki na timski rad (lavovi), dok za neke ogromnu ulogu igra snaga njihovog ugriza. To se odnosi i na krokodile, koji se prikradaju svojim plijenovima u vodi i hvataju ih svojim snažnim čeljustima. Kako bi plijen bio spreman i da se ne oslobodi, ugriz mora biti snažan, što dovodi do velikih opterećenja na kostur. Kako bi neutralizirali negativan učinak svojih snažnih ugriza, krokodili imaju sekundarno koštano nepce koje je nepomično spojeno s lubanjom.
Jasna demonstracija zatvaranja i otvaranja čeljusti krokodila.
Jedna od glavnih karakteristika krokodilskih zuba je njihova stalna zamjena novima kada se stari istroše. Naime, zubi krokodila podsjećaju na matrične lutke, unutar kojih se razvijaju novi zubi. Otprilike svake 2 godine svaki zub u čeljusti mijenja se za novi.
Obratite pažnju koliko čvrsto se ovaj "zubni zamak" zatvara.
Zubi krokodila dijele se u nekoliko kategorija prema obliku i odgovarajućoj funkciji. Na početku čeljusti nalaze se 4 velika kljova, koja su potrebna za učinkovito hvatanje plijena. U sredini su deblji zubi, koji se povećavaju duž čeljusti. Ovaj dio služi za rezanje plijena. Na dnu, zubi se šire i postaju plosnati, što omogućava krokodilima da razbijaju školjke mekušaca i oklop kornjača, poput sjemenki.
Koliko je snažna čeljust krokodila? Naravno, to ovisi o njihovim veličinama i vrstama. Na primjer, 2003. godine otkriveno je da 272-kilogramski misisipijski aligator ugriza snagom od približno 9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg·m/s²). Dok je 1308-kilogramski komodski krokodil demonstrirao nevjerojatnih približno 34500 N. Usput, apsolutna snaga ugriza kod čovjeka iznosi otprilike 1498 N.
Snaga ugriza ne ovisi toliko o zubima koliko o mišićima čeljusti. Kod krokodila, mišići su vrlo snažni i brojni. Međutim, postoji velika razlika između vrlo razvijenih mišića odgovarajućih za zatvaranje čeljusti (što im daje toliku snagu ugriza) i slabijih mišića koji su odgovorni za otvaranje čeljusti. To objašnjava zašto se zatvorena čeljust krokodila može zadržati jednostavnom trakom.
Pa daj, pokaži tko te nazvao malim.
Ali čeljust krokodila potrebna je ne samo za nemilosrdne ubijanja radi prehrane, već i za brigu o svom potomstvu. Ženske krokodile često prenose svoje mladunce upravo u čeljusti (teško je pronaći sigurnije mjesto za njih, jer tko bi pomislio ući unutra). Čeljust krokodila opremljena je vrlo osjetljivim receptorima, što im omogućava da reguliraju snagu ugriza, što im omogućava bolje zadržavanje plijena ili pažljivo nošenje mladunaca.
Nažalost, zubi čovjeka ne rastu ponovno nakon što stari ispadaju, ali postoji nešto zajedničko s krokodilima - emajl.
Slika br. 1: kaudalan zub sjevernoameričkog aligatora (Alligator mississippiensis).
Email je vanjska ljuska krunskog dijela zuba. To je najjači dio tijela čovjeka, kao i mnogih drugih kralježnjaka. Međutim, za nas, kao što znamo, zubi se ne mijenjaju za nove, stoga naša emajl treba biti deblja. Dok se, s druge strane, kod krokodila istrošeni zubi zamjenjuju novima, deblji emajl im nije potreban. Zvuci logično, no je li sve to zaista tako?
Znanstvenici kažu da razumijevanje promjena emajla unutar jednog taksona može na budući način poboljšati naše znanje o tome kako se struktura emajla mijenja ovisno o biokemiji i prehrani životinje.
Krokodili, a posebno Alligator mississippiensis, idealni su za ovo istraživanje iz nekoliko razloga. Prvo, njihovi zubi, snaga ugriza i struktura emajla mijenjaju se ovisno o dobi i veličini jedinke, što je dodatno uvjetovano promjenom prehrane. Drugo, zubi krokodila imaju različitu morfologiju ovisno o njihovom položaju u čeljusti.
Slika br. 2: a i b prikazuju razliku u zubima između velikih i malih jedinki, a c-e prikazuju zube fosilnih predaka modernih krokodila.
Rostralni zubi su tanki i koriste se za hvatanje plijena, dok su kaudalan zubi tupi i koriste se za drobljenje s višim snagama ugriza. Drugim riječima, opterećenje na zubu ovisi o njegovom položaju u čeljusti i o veličini vlasnika te čeljusti.
U ovom istraživanju predstavljeni su rezultati analize i mjerenja apsolutne debljine emajla (AET) i standardizirane po veličini (relativne) debljine emajla (RET) zuba krokodila.
AET je procjena prosječne udaljenosti od prijelaza emajl-dentin do vanjske površine emajla i predstavlja linearno mjerenje. A RET je bezdimenzionalna veličina koja omogućuje usporedbu relativne debljine emajla u različitim razmjerima.
Znanstvenici su procijenili AET i RET rostralnih (u "nosu" čeljusti), srednjih (u sredini niza) i kaudalnih (pri dnu čeljusti) zuba kod sedam jedinki vrste. Alligator mississippiensis.
Važno je također napomenuti da struktura esmalta može ovisiti o prehrani jedinke i cijelom vrstu u cjelini. Kod krokodila, prehrana je prilično raznovrsna (što uhvate, to će imati za ručak), no ona se razlikuje od one koju su imali njihovi srodnici koji su davno izumrli. Da bi to provjerili kroz prizmu esmalta, znanstvenici su proveli analizu AET i RET fosila. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) i Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae je predstavnik jurskog perioda, Iharkutosuchus — krednog perioda, a Allognathosuchus iz eocena.
Prije početka stvarnih mjerenja, istraživači su održali brainstorming i predložili nekoliko teorijskih hipoteza:
- hipoteza 1a — budući da je AET linearna mjera i treba ovisiti o veličini, pretpostavlja se da će disperzija u AET najbolje biti objašnjena veličinom lubanje;
- hipoteza 1b — budući da je RET standardiziran po veličini, predlaže se da će disperzija u RET najbolje biti objašnjena pozicijom zuba;
- hipoteza 2a — budući da su AET i duljina lubanje linearne mjere veličine, one bi se trebale skalirati s izometrijskim nagibom;
- hipoteza 2b — s obzirom na to da kaudalni zubi trpe najveće sile ugriza u zubnom nizu, stoga će RET biti veći kod kaudalnih zuba.
U donjim tablicama predstavljeni su podaci uzoraka (lubanja krokodila vrste Alligator mississippiensis, uzeti iz Rockefellerovog rezervata u Grand Chenée, Louisiana, i fosila).
Tablica br. 1: podaci o skeniranju zuba krokodila (rostralni, intermedijarni i kaudalni).
Tablica br. 2: podaci o zubima (LSkull — duljina lubanje, hCrown — visina krunice, VE — volumen esmalta, VD — volumen dentina, SAEDJ — površina sučelja esmalat-dentin, AET — apsolutna debljina esmalta, RET — relativna debljina esmalta).
Rezultati istraživanja
U skladu s dentalnim podacima prikazanima u tablici br. 2, znanstvenici su zaključili da se debljina esmalta izometrijski skalira s duljinom lubanje neovisno o poziciji zuba.
Tablica br. 3: vrijednosti AET i RET ovisno o varijablama.
Slika br. 3: skaliranje AET/RET u odnosu na duljinu lubanje.
U isto vrijeme, debljina esmalta na kaudalnim zubima značajno je veća nego na drugim, ali također ne ovisi o duljini lubanje.
Tablica br. 4: prosječne vrijednosti debljine esmalta kod viših kralješnjaka (Crocodyliform — nekategorizirana grupa krokodila, Dinosaur — dinosi, Artiodactyl — parnokopitnici, Odontocete — podred kitova, Perissodactyl — neparnokopitnici, Primate — primati, Rodent — glodavci).
Slika br. 4: debljina esmalta stražnjih zuba veća je nego kod drugih.
Podaci o skaliranju (tab. br. 3) potvrdili su hipotezu 1a, koja objašnjava ovisnost vrijednosti AET o duljini lubanje, a ne o položaju zuba. Nasuprot tome, vrijednosti RET ovise o položaju zuba u nizu, a ne o duljini lubanje, što potvrđuje hipotezu 1b.
Ostale hipoteze (2a i 2b) također su potvrđene, što proizlazi iz podataka analize prosječne debljine esmalta zuba s različitim položajem u nizu.
Usporedba debljine esmalta kod suvremenog američkog aligatora i njegovih drevnih predaka pokazala je mnogo zajedničkog, ali i razlike. Tako je kod Allognathosuchusa debljina esmalta približno 33% veća nego kod suvremenih krokodila (slika ispod).
Slika br. 5: usporedba prosječne debljine esmalta kod aligatora i fosilnih krokodila po visini zubnog krunice.
Sumirajući sve navedene podatke, znanstvenici su došli do zaključka da debljina esmalta izravno ovisi o funkciji zuba. Ako su ti zubi potrebni za drobljenje, onda će njihov esmalat biti znatno deblji. Ranije je utvrđeno da je pritisak (sila kompresije) stražnjih zuba veći nego kod onih prema naprijed. To je povezano upravo s njihovom funkcijom — držati plijen i drobiti kosti. Stoga deblji esmalat sprječava oštećenje zuba koji tijekom hranjenja trpe najveće opterećenje. I doista, podaci ukazuju na to da se stražnji zubi kod krokodila lome znatno rjeđe, unatoč ozbiljnim opterećenjima.
Osim toga, otkriveno je da su zubi Allognathosuchus esmalat značajno deblji nego kod ostalih istraživanih krokodila. Smatra se da je ova fosilna vrsta preferirala hranjenje kornjačama, a za drobljenje njihovih oklopa potrebni su čvrsti zubi i debeli esmalat.
Znanstvenici su također proveli usporedbu debljine esmalta krokodila i nekih dinosaura s odgovarajućom pretpostavljenom težinom i veličinom. Ova analiza pokazala je da je esmalat kod krokodila bio deblji (grafikon ispod).
Slika br. 6: usporedba debljine cakline krokodila i dinosaura.
Zanimljivo je da je caklina kod tiranosaura bila gotovo iste debljine kao kod znatno manjih Allognathosuchusa i čak kod modernih krokodila. Logično je da se struktura zuba krokodila objašnjava njihovim ponašanjem u aspektima lova i ishrane.
Međutim, usprkos svojim rekordima, caklina kod arhozavara (krokodili, dinosauri, pterosauri itd.) je tanja nego kod sisavaca.
Slika br. 7: usporedba debljine cakline (AET) krokodila i nekih vrsta sisavaca.
Zašto je caklina lovaca, koji se u velikoj mjeri oslanjaju na svoje čeljusti, tanja nego kod sisavaca? Odgovor na to pitanje bio je već na početku — zamjena istrošenih zuba novima. Iako krokodili imaju čvrste zube, oni ne trebaju, da tako kažem, nadproučnu čvrstoću, jer će novi zub uvijek zameniti slomljeni. Sisavci (većinom) nemaju takvu vještinu.
Slika br. 8: usporedba debljine cakline (RET) krokodila i nekih vrsta sisavaca.
Točnije, debljina cakline kod arhozavara se kreće u rasponu od 0,01 do 0,314 mm, dok se kod sisavaca kreće od 0,08 do 2,3 mm. Razlika, kako se kaže, je očigledna.
Za detaljnije upoznavanje s nijansama istraživanja preporučujem da zavirite u
Epilog
Zubi, koliko god to čudno zvučalo, su iznimno važan alat za prehranu. Da, moderni čovjek uvijek može ispraviti bilo kakav nedostatak vezan uz zube, ali među predstavnicima divlje prirode nema stomatologa. Čak ni čovjek nije uvijek znao što je liječenje zuba. Stoga jedne vrste biraju snažne i dugotrajne zube, dok druge preferiraju da ih mijenjaju poput rukavica. Krokodili i njihovi dalji rođaci pripadaju obje skupine. Caklina na zubima koja je potrebna za efikasno zadržavanje plijena i drobljenje kostiju je kod krokodila dovoljno debela, ali uzimajući u obzir ozbiljna opterećenja, njihovi zubi se ipak istroše i ponekad polome. U takvim slučajevima na mjesto starog zuba dolazi novi.
Jedna od karakteristika koja razlikuje ljude je suprotstavljeni palac, koji nam je veoma pomogao u raznim poduhvatima, od "uzmi palicu i udari dosadnog susjeda po grani" do "uzmi pero i napiši sonet". Za krokodile, taj alat su njihove čeljusti, posebno zubi. Upravo ovaj deo tela čini krokodile toliko opasnim i smrtonosnim lovcima kojih se treba kloniti.
Petak Off-Topic:
Veoma zanimljiv i estetski lep kratkometražni crtani film, u kojem krokodil – nije baš krokodil.
Crtani film o tome kako nije preporučljivo verovati sumnjivim "deblima" u vodi, pogotovo ako si – antilopa gnu.
Hvala na pažnji, ostanite znatiželjni i želim svima odličan vikend, ljudi! 🙂
Hvala što ste s nama. Sviđa li vam se naš sadržaj? Želite li vidjeti više zanimljivih materijala? Podržite nas naručivanjem ili preporučite prijateljima. 30% popusta za korisnike Habr-a na jedinstveni analog entry-level servera, koji smo stvorili za vas: (dostupne opcije s RAID1 i RAID10, do 24 jezgre i do 40GB DDR4).
Dell R730xd za pola cijene? Samo kod nas u Nizozemskoj! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — od 99 $! Pročitajte o tome
Izvor: habr.com
