Belép a gyengén megvilágított folyosóra, ahol szenvedő lelkekkel találkozik, akiket fájdalom és szenvedés gyötör. Azonban itt nem lesz nyugalmuk, mert minden ajtó mögött még több gyötrelem és félelem vár, kitöltve testük minden sejtjét és gondolatát. Közelít egy ajtóhoz, mögüle pokoli csikorgás és zümmögés hallatszik, ami a csontjáig hatol. Összeszedve a félelemtől fagyos bátorságát, kinyújtja a kezét az ajtókilincs felé, amikor hirtelen valaki a háta mögött megérinti a vállát, és a meglepetéstől megugrik. "Az orvos néhány percen belül szabad lesz. Kérjük, üljön le, majd hívni fogjuk" - mondja Önnek a nővér lágy hangon. Úgy tűnik, hogy egyesek számára a fogorvoshoz való látogatás így képzelhető el, akik rendkívül negatívan viszonyulnak ezekhez a "szadistákhoz" fehér köpenyben. De ma nem a dentofóbiáról szeretnénk beszélni, hanem a krokodilokról. Igen, róluk, pontosabban az ő fogaikról, amelyek nem igényelnek fogászati kezelést.
A Missouri Egyetem (USA) tudósai kutatást végeztek a krokodilok fogaival kapcsolatban, amely érdekes tulajdonságokat tárt fel e makulátlan vadászok zománcával kapcsolatban, akik teljes mértékben a pofáikra támaszkodnak. Mit állapítottak meg a tudósok, miben különböznek a modern krokodilok fiai ősi rokonaiktól, és milyen hasznot hoz ez a kutatás? Ezt a kutatási csoport jelentéséből tudhatjuk meg.
A kutatás alapja
A legtöbb gerinces számára a fogak elengedhetetlenek az étkezéshez (a hangyászokat nem számítva). Néhány ragadozó a vadászat során a sebességre támaszkodik (gepárdok), mások a közösségre (oroszlánok), míg egyeseknél óriási szerepet játszik a harapásuk ereje. Ez a krokodilokra is vonatkozik, amelyek a vízben lopakodva csapnak le áldozataikra, erőteljes pofáikkal. Ahhoz, hogy az áldozat ne tudjon elszabadulni, a megfogásnak erősnek kell lennie, ami nagy terheket ró a csontvázra. A krokodiloknak van egy másodlagos, mozdulatlanul a koponyához kapcsolódó csontpala, hogy minimalizálják erőteljes harapásuk negatív hatását.
A krokodil állkapcsának záródását és nyitódását bemutató vizuális demonstráció.
A krokodilok fogainak egyik alapvető jellemzője, hogy folyamatosan újakat növesztenek, amikor a régiek elkopnak. A fogak hasonlítanak a matrjoškákra, amelyeken belül új fogak fejlődnek. Körülbelül két évente minden fog a zsánerben újra cserélődik.
Figyeld meg, milyen szorosan záródik ez a "fogcsapda".
A krokodilok fogaikat formájuk és funkciójuk alapján különböző kategóriákra osztják. Az állkapocs elején négy nagy kvarcfog található, amelyek segítik a zsákmány hatékony megragadását. A közepén vastagabb fogacskák helyezkednek el, amelyek az állkapocs mentén nőnek. Ez a rész a zsákmány feldarabolására szolgál. Alul a fogak szélesednek és laposabbá válnak, lehetővé téve a krokodilok számára, hogy a kagylókat és a teknősök páncélját úgy rágják, mint a napraforgómagot.
Mennyire erős a krokodil állkapcsa? Természetesen ez a méretétől és fajtájától függ. Például 2003-ban kiderült, hogy a 272 kilogrammos Mississippiben élő aligátor körülbelül 9500 N erővel harap (N - Newton, 1 N = 1 kg·m/s²). A 1308 kilogrammos élesbőrű krokodil pedig lenyűgöző ~34500 N erőt mutatott. Megjegyzés: az ember harapásának abszolút ereje körülbelül 1498 N.
A harapás ereje nem annyira a fogaktól, mint inkább az állkapocs izmaitól függ. A krokodilok izmai nagyon erősek és sokan vannak. Azonban jelentős különbség van a szájat záró, jól fejlett izmok között (amelyek biztosítják a harapás erejét) és a gyengébb izmok között, amelyek a száj kinyitásáért felelősek. Ez magyarázza, hogy a krokodil zárva tartott száját egyszerű ragasztószalaggal is meg lehet tartani.
Hát, mutasd meg, ki hívott kisfiúnak.
A krokodilok állkapcsára nemcsak a könyörtelen gyilkosságok miatt van szükségük, hanem a kölykeikkel való törődés érdekében is. A nőstény krokodilok gyakran a szájukban hordozzák a kicsinyeiket (nehéz biztonságosabb helyet találni számukra, hiszen ki merne oda bemenni). A krokodilok szája nagyon érzékeny receptorokkal van ellátva, amelyek lehetővé teszik számukra a harapás erejének szabályozását, így jobban tudják megfogni a zsákmányt vagy óvatosan hordozni a kölykeiket.
Sajnos az emberi fogak nem nőnek vissza a régiek kiesése után, de van valami közös a krokodilokkal - a zománc.
1. kép: a Mississippi alligátor (Alligator mississippiensis) kaudális foga.
A zománc a fog koronai részének külseje. Ez az emberi test legkeményebb része, akárcsak sok más gerincesé. Azonban nekünk, mint tudjuk, a fogaink nem cserélődnek újra, így a zománcunknak vastagabbnak kell lennie. A krokodilok azonban elhasználódott fogaikat újra kicserélik, így nem szükséges, hogy vastag zománcuk legyen. Ez teljesen logikusan hangzik, de igazán úgy van minden?
A tudósok szerint az egy taxonon belüli zománcváltozások megértése a jövőben segíthet jobban megérteni, hogyan változik a zománc szerkezete a különböző biokémiai és diétás körülmények hatására.
A krokodilok, nevezetesen Alligator mississippiensis, kiválóan alkalmasak ennek a kutatásnak a céljára több okból is. Először is, a fogaik, a harapás ereje és a zománc szerkezete a kor és a méret függvényében változik, amit a diéta változása is befolyásol. Másodszor, a krokodilok fogaiban eltérő morfológia mutatkozik meg a jaw helyétől függően.
2. kép: a) és b) a nagy és kicsi egyedek fogaik közötti eltérést mutatja, míg c) és d) a modern krokodilok ősének fosszilis fogaival összehasonlított képet ábrázolja.
A rostrális fogak vékonyak és a zsákmány elfogására használják őket, míg a kaudális fogak tompák és a nagyobb harapási erővel rendelkeznek, amelyeket töréshez használnak. Más szavakkal: a fog teherbírása a jaw helyétől és a jaw birtokosának méretétől függ.
Ez a kutatás a krokodilok fogaiban az abszolút zománc vastagság (AET) és a méret szerint standardizált (relatív) zománc vastagság (RET) elemzésének és mérésének eredményeit mutatja be.
Az AET az a középérték, amely a zománc-dentin határig terjedő távolságot méri, és ez lineáris mérés. A RET pedig egy dimenzió nélküli érték, amely lehetővé teszi a különböző méretű zománcok relatív vastagságának összehasonlítását.
A tudósok értékelték az AET-t és a RET-t a rostrális (a jaw "orrában"), középső (a sor közepén) és kaudális (a jaw alapján) fogakon, hét egyed példán. Alligator mississippiensis.
Fontos megjegyezni, hogy a zománc szerkezete függhet az egyed táplálkozásától és a faj egészétől. A krokodilok diétája rendkívül változatos (amit elkapnak, az lesz a vacsora), de eltér attól, ami kihalt rokonaikra jellemző. Az emal vizsgálatára a tudósok AET és RET elemzést végeztek a fosszíliákon. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) és Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae a jura időszak képviselője, Iharkutosuchus — a kréta időszakból, míg Allognathosuchus az eocénból.
A tényleges mérések megkezdése előtt a kutatók brainstormingot tartottak, és néhány elméleti hipotézist javasoltak:
- 1a hipotézis — mivel az AET egy lineáris mérőszám, amely a mérettől függ, feltételezzük, hogy az AET varianciáját legjobban a koponya mérete magyarázza;
- 1b hipotézis — mivel a RET méretre standardizált, feltételezzük, hogy a RET varianciáját legjobban a fog helyzete magyarázza;
- 2a hipotézis — mivel az AET és a koponya hossza lineáris méretek, azok izometrikus lejtéssel kell, hogy skálázódjanak;
- 2b hipotézis — mivel a caudális fogak tapasztalják a legnagyobb harapási erőket a fogsorban, ezért a RET magasabb lesz a caudális fogaknál.
Az alábbi táblázatokban bemutatottak a minták adatai (a krokodilok koponyájának fajáról, Alligator mississippiensis, a Rockefeller Rezervátumból, Grand Chenier, Louisiana, és fosszíliákból).
1. táblázat: a krokodilok fogainak szkennelési adatai (rostális, köztes és caudális).
2. táblázat: a fogak adatai (LSkull — koponya hossza, hCrown — koronamagasság, VE — zománc térfogata, VD — dentin térfogata, SAEDJ — zománc-dentin interfész területe, AET — abszolút zománc vastagság, RET — relatív zománc vastagság).
A kutatás eredményei
A 2. táblázatban bemutatott dentális adatok alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a zománc vastagsága izometrikusan skálázódik a koponya hossza szerint, függetlenül a fog helyzetétől.
3. táblázat: AET és RET értékek változók függvényében.
3. ábra: AET/RET skálázása a koponya hossza függvényében.
Ugyanakkor a caudális fogak zománcának vastagsága jelentősen meghaladja a többiét, de ez sem függ a koponya hosszától.
4. táblázat: az említett csontszövetekben az életerőszintek átlagos vastagsága (Crocodyliform - a krokodilok nem taxon csoportja, Dinosaur - dinoszauruszok, Artiodactyl - párosujjúak, Odontocete - a cetfélék alrendje, Perissodactyl - páratlanujjúak, Primate - főemlősök, Rodent - rágcsálók).
5. ábra: a caudalis fogak zománcának vastagsága nagyobb, mint a többié.
A skálázásra vonatkozó adatok (3. táblázat) megerősítették az 1a hipotézist, amely az AET értékének a koponya hosszától való függőségét magyarázza, nem pedig a fog helyzetétől. Ezzel szemben a RET értékek a fogok pozíciójától függenek a sorban, nem a koponya hosszától, ami megerősíti az 1b hipotézist.
A többi hipotézis (2a és 2b) szintén megerősítést nyert, amit a fognak a sorban eltérő pozíciójával és az átlagsűrűség analízisével kapcsolatos adatok mutattak.
A modern Mississippi aligátor és ősi ősének zománcvastagságának összehasonlítása sok közös vonást mutatott, de voltak eltérések is. Például Allognathosuchus esetében a zománc vastagsága körülbelül 33%-kal nagyobb, mint a modern krokodiloké (az alábbi ábra).
6. ábra: az aligátor és a fosszilis krokodilok zománcának átlagos vastagságának összehasonlítása a koronák magassága alapján.
Összegzésként a fentiek alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a zománc vastagsága közvetlenül függ a fogak, mondhatni, szerepétől. Ha ezek a fogak a töréshez szükségesek, akkor a zománcuk jelentősen vastagabb lesz. Korábban megállapították, hogy a caudalis fogak nyomása (sűrítő erő) nagyobb, mint a rostralis fogaké. Ennek a szerepe miatt van — a zsákmány megfogása és a csontok összetörése. Így a vastagabb zománc megakadályozza a fogak károsodását, amelyek táplálkozás közben maximális terhelésnek vannak kitéve. Valóban, az adatok azt mutatják, hogy a krokodilok caudalis fogaik ritkábban törnek el, bár komoly terhelésnek vannak kitéve.
Továbbá, megállapították, hogy a fogak Allognathosuchus zománca jelentősen vastagabb, mint a többi vizsgált krokodilé. Úgy vélik, hogy ez a fosszilis faj a teknősöket részesítette előnyben, és a páncéljaik összetöréséhez erős fogakra és vastag zománcra van szükség.
A kutatók a krokodilok és néhány dinoszaurusz zománcának vastagságát is összehasonlították, a megfelelő várható súly és méret figyelembevételével. Ez az elemzés azt mutatta, hogy a krokodilok zománca vastagabb volt (az alábbi diagram).
6. kép: a krokodilok és dinoszauruszok zománcának vastagságának összehasonlítása.
Érdekes, hogy a tirannoszauruszok zománca gyakorlatilag olyan vastag volt, mint a lényegesen kisebb Allognathosuchus-é és a modern krokodiloké. Logikus, hogy a krokodilok fogainak szerkezete a vadászat és étrend szempontjából a viselkedésükkel magyarázható.
Azonban, a rekordjaik ellenére, az archosaurák (krokodilok, dinoszauruszok, pteroszauruszok stb.) zománca vékonyabb, mint emlősöké.
7. kép: a krokodilok és néhány emlős faj zománcának vastagságának (AET) összehasonlítása.
Miért van az, hogy a zsákmányra támaszkodó ragadozók zománca vékonyabb, mint az emlősöké? A válasz már az elején benne van: a kopott fogak cseréje újra. Bár a krokodiloknak erős fogaik vannak, nincsen szükségük kimondottan ultravastagokra, mivel mindig érkezik egy új fog a törött helyére. Az emlősök (többnyire) nem rendelkeznek ezzel a tehetséggel.
8. kép: a krokodilok és néhány emlős faj zománcának vastagságának (RET) összehasonlítása.
Pontosabban, az archosaurák zománcának vastagsága 0,01 és 0,314 mm között változik, míg az emlősök esetében 0,08 és 2,3 mm között. A különbség, mint mondani szokták, szembetűnő.
A kutatás részleteinek alaposabb megismeréséhez ajánlom, hogy nézzen utána
Epilógus
A fogak, bár furcsán hangzik, rendkívül fontos eszközök az élelem beszerzésében. Igen, a modern ember mindig kijavíthat bármilyen foghiányt, de a vadon élő állatok között nincsen fogorvos. Még az ember sem mindig tudta, mi is az a fogsor kezelés. Ezért egyes fajok erős és tartós fogakat választanak, míg mások inkább időről időre cserélgetik azokat, mint a kesztyűt. A krokodilok és távoli rokonaik mindkét csoportba tartoznak. A fogakon lévő zománc, amelyek szükségesek a zsákmány hatékony megragadásához és a csontok összezúzásához, a krokodiloknál eléggé vastag, de figyelembe véve a nagy terhelést, a fogaik így is elkopnak és néha eltörnek. Ilyen esetekben a régi fog helyére új érkezik.
Az ember számára az egyik megkülönböztető vonás a szemben álló nagyujj, amely nagyban segítette az élet különböző területein, kezdve azzal, hogy „felveszek egy botot és megütöm az idegesítő szomszédot” és egészen odáig, hogy „felveszek egy tollat és írok egy szonetet”. A krokodilok számára viszont az eszközük az állkapcsuk, különösen a fogaik. Ez a testrész teszi a krokodilokat ilyen veszélyes és halálos vadászokká, akiket érdemes elkerülni.
Pénteki off-topic:
Egy nagyon érdekes és esztétikailag szép rövid animációs film, amelyben a krokodil – nem igazán krokodil.
Animáció arról, hogy miért nem szabad megbízni a gyanús „fákban” a vízben, különösen, ha te – egy gnu antilopa vagy.
Köszönöm a figyelmet, maradjatok kíváncsiak, és kiváló hétvégét mindenkinek, srácok! 🙂
Köszönjük, hogy velünk maradnak. Tetszenek Önöknek a cikkeink? Szeretnének több érdekes anyagot látni? Támogassanak minket rendelés leadásával vagy ismerősöknek való ajánlással. 30% kedvezmény a Habr felhasználóinak az egyedülálló entry-level szervereinkre, amelyet Önöknek találtunk ki: (elérhetők RAID1 és RAID10 opciók, akár 24 magig és 40GB DDR4-ig).
Dell R730xd két alkalommal olcsóbban? Csak nálunk Hollandiában! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — 99 dollártól! Olvasd el ezt
Forrás: habr.com
