Belépsz egy félhomályos folyosóra, ahol fájdalomtól és szenvedéstől gyötört, nyomorult lelkekkel találkozol. De itt nem lesz nyugalmuk, mert mindegyik ajtó mögött még több gyötrelem és félelem vár rájuk, betöltve a test minden sejtjét és betöltve minden gondolatot. Közeledsz az egyik ajtóhoz, ami mögött pokoli csikorgás és zümmögés hallatszik, amitől csontig hidegrázol. Maradék bátorságodat ökölbe szedve kinyújtod a rémülettől hideg kezed a kilincs felé, amikor hirtelen valaki hátulról megérinti a válladat, te pedig meglepetten megdöbbenve megfordulsz. „Az orvos néhány percen belül szabad lesz. Egyelőre üljön le, felhívjuk – mondja a nővér gyengéd hangja. Úgy látszik, egyesek pontosan így képzelik el a fogorvoshoz járást, és rendkívül negatívan viszonyulnak ezekhez a fehérköpenyes „sadistákhoz”. De ma nem a dentofóbiáról, hanem a krokodilokról fogunk beszélni. Igen, igen, róluk van szó, pontosabban a fogaikról, amelyek nem igényelnek fogászati kezelést.
A Missouri Egyetem (USA) tudósai tanulmányt végeztek a krokodilok fogairól, amelyek e kifogástalan vadászok zománcának érdekes jellemzőit mutatták ki, pontosan az állkapcsukra támaszkodva. Mit találtak ki a tudósok, miben különböznek a modern krokodilok fogai őskori rokonaiktól, és mi a haszna ennek a kutatásnak? Erről a kutatócsoport beszámolójából értesülünk.
Kutatási alap
A legtöbb gerinces számára a fogak a táplálék megszerzésének és elfogyasztásának szerves részét képezik (a hangyászok nem számítanak). Egyes ragadozók vadászatkor a sebességre támaszkodnak (gepárdok), mások a csapatban (oroszlánok), és vannak, akiknél a harapás erőssége óriási szerepet játszik. Ez vonatkozik a krokodilokra is, amelyek a vízben lopakodnak áldozataikhoz, és erős állkapcsaikkal megragadják őket. Az áldozat kiszökésének megakadályozása érdekében a markolatnak erősnek kell lennie, és ez nagy terhelést eredményez a csontszerkezeten. Erőteljes harapásaik negatív hatásának semlegesítésére a krokodiloknak másodlagos csontos szájpadlásuk van, amely fixen kapcsolódik a koponyához.
Egy krokodil állkapcsa záródásának és nyitásának vizuális bemutatója.
A krokodilfogak egyik fő jellemzője, hogy a régi fogak elhasználódása után folyamatosan újakra cserélik. A helyzet az, hogy a krokodilok fogai egy fészkelő babához hasonlítanak, amelyben új fogak fejlődnek ki. Körülbelül 2 évente egyszer az állkapocs minden fogát újakra cserélik.
Figyelje meg, milyen szorosan záródik ez a „fogcsapda”.
A krokodilok fogait alak és a megfelelő funkcionalitás alapján több kategóriába sorolják. Az állkapocs elején 4 nagy agyar található, amelyek szükségesek a zsákmány hatékony befogásához. Középen vastagabb fogak találhatók, amelyek az állkapocs mentén növekednek. Ez a rész a zsákmány vágásához szükséges. A tövénél a fogak kiszélesednek és laposabbá válnak, ami lehetővé teszi a krokodilok számára, hogy átharapják a puhatestű- és teknőshéjakat, mint a magvakat.
Milyen erős a krokodil állkapcsa? Ez természetesen a méretétől és típusától függ. Például 2003-ban kiderült, hogy egy 272 kilogrammos Mississippi aligátor ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2) erővel harap. De az 1308 kilogrammos sósvízi krokodil észbontó ～34500 N értéket mutatott. Egyébként az abszolút harapási erő az emberben hozzávetőleg 1498 N.
A harapás erőssége nem annyira a fogakon, hanem az állkapocs izmain múlik. A krokodiloknál ezek az izmok nagyon sűrűek, és sok van belőlük. Erős különbség van azonban a nagyon fejlett szájzárásért felelős izmok (ami ilyen harapási erőt ad) és a szájnyitásért felelős gyenge izmok között. Ez megmagyarázza, hogy a krokodil csukott száját miért lehet a helyén tartani egy egyszerű ragasztószalaggal.
Gyerünk, mutasd meg, ki hívott téged kis köcsögnek.
De a krokodiloknak nem csak az élelemért végzett kíméletlen gyilkoláshoz van szükségük állkapocsra, hanem az utódaikról való gondoskodáshoz is. A nőstény krokodilok gyakran a pofájukban hordják fiókáikat (nehéz biztonságosabb helyet találni számukra, mert ki akarna odamászni). A krokodilok szája nagyon érzékeny receptorokkal van felszerelve, amelyeknek köszönhetően szabályozni tudják a harapás erejét, ami lehetővé teszi számukra, hogy jobban megtartsák a zsákmányt vagy óvatosan hordozzák a babákat.
Az emberi fogak sajnos nem nőnek vissza a régiek kihullása után, de van bennük valami közös a krokodilokkal - a zománc.
1. kép: Egy Alligator mississippiensis farokfoga.
A zománc a fog koronájának külső héja. Ez az emberi test legerősebb része, valamint sok más gerinces. Azonban mint tudjuk, fogaink nem változnak újért, ezért a zománcunknak vastagabbnak kell lennie. De a krokodiloknál az elhasználódott fogakat újakra cserélik, így nincs szükség vastag zománcra. Elég logikusnak hangzik, de tényleg így van?
A tudósok szerint az egy taxonon belüli zománc változásainak megértése lehetővé teszi számunkra, hogy a jövőben jobban emlékezzünk arra, hogyan változik a zománc szerkezete az állat biomechanikájától és étrendjétől függően.
A krokodilok, nevezetesen Alligátor mississippiensistöbb okból is kiválóan illeszkednek ehhez a tanulmányhoz. Először is, fogazatuk, harapási erejük és zománcszerkezetük az egyén életkorától és méretétől függően változik, ami szintén az étrend változásainak köszönhető. Másodszor, a krokodilfogak különböző morfológiájúak az állkapocsban elfoglalt helyzetüktől függően.
2. számú kép: a és b a nagy és kis egyedek fogazatbeli különbségét mutatja, c-f a modern krokodilok őskövületeinek fogait.
A rostralis fogak vékonyak és a zsákmány megfogására szolgálnak, míg a farokfogak tompaak és nagyobb harapási erővel történő zúzásra szolgálnak. Más szóval, a fog terhelése az állkapocsban elfoglalt helyzetétől és az állkapocs tulajdonosának méretétől függ.
Ez a tanulmány a krokodilfogak abszolút zománcvastagságának (AET) és méretstandardizált (relatív) zománcvastagságának (RET) elemzésének és mérésének eredményeit mutatja be.
Az AET a zománc-dentin csomópont és a külső zománcfelület közötti átlagos távolság becslése, és egy lineáris mérés. A RET pedig egy dimenzió nélküli érték, amely lehetővé teszi a zománc relatív vastagságának összehasonlítását különböző léptékekben.
A tudósok a faj hét egyedénél értékelték a rostrális (az állkapocs orránál), a közbenső (a sor közepén) és a farokfogak (az állkapocs alján) AET és RET értékét. Alligátor mississippiensis.
Fontos megjegyezni azt is, hogy a zománc szerkezete függhet az egyed táplálkozásától és a faj egészétől. A krokodiloknak igen kiterjedt étrendjük van (amit kifognak, azt megeszik), de ez más, mint a rokonaké, akik már régen kihaltak. Ennek zománcszempontból történő tesztelésére a tudósok AET és RET elemzést végeztek a kövületeken Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) és Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae a jura korszak képviselője, Iharkutosuchus - Kréta időszak, ill Allognathosuchus az eocénből.
A tényleges mérések megkezdése előtt a kutatók számos elméleti hipotézist vázoltak és javasoltak:
- 1a. hipotézis – Mivel az AET egy lineáris mérték, és a mérettől kell függnie, az AET varianciáját a legjobban a koponyaméret magyarázza;
- 1b. hipotézis – Mivel a RET méret szerint szabványosított, a RET varianciáját a legjobban a fog helyzete magyarázza;
- 2a. hipotézis – Mivel az AET és a koponyahossz lineáris méretmérők, izometrikus meredekséggel kell skálázni;
- 2b. hipotézis - Mivel a farokfogak az ívben érik a legnagyobb harapási erőt, ezért a RET magasabb lesz a farokfogakban.
Az alábbi táblázatok mintaadatokat mutatnak be (krokodilok koponyáit Alligátor mississippiensis, a louisianai Grand Chenier-i Rockefeller-rezervátumból és kövületekből vették).
1. számú táblázat: krokodilfogak szkennelési adatai (rostral, intermediate és caudalis).
2. számú táblázat: fogászati adatok (LSkull - koponya hossza, hCrown - korona magassága, VE - zománctérfogat, VD - dentin térfogata, SAEDJ - zománc-dentin határfelület, AET - abszolút zománcvastagság, RET - relatív zománcvastagság).
Kutatási eredmények
A 2. táblázatban bemutatott fogászati adatok szerint a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a zománc vastagsága izometrikusan skálázódik a koponya hosszával, függetlenül a fog helyzetétől.
3. táblázat: AET és RET értékek változóktól függően.
3. kép: AET/RET skálázás a koponya hosszához képest.
Ugyanakkor a farokfogakon a zománc vastagsága sokkal nagyobb, mint a többinél, de ez sem függ a koponya hosszától.
4. táblázat: A zománc vastagságának átlagos értékei magasabb gerinceseknél (Crocodyliform - krokodilok taxonon kívüli csoportja, Dinosaur - dinoszauruszok, Artiodactyl - artiodactyls, Odontocete - cetek alrendje, Perissodactyl - páratlanujú főemlősök, főemlősök Rágcsáló - rágcsálók).
4. kép: A farokfogak zománcának vastagsága nagyobb, mint a többi fogé.
A skálázásra vonatkozó adatok (3. táblázat) megerősítették az 1a hipotézist, megmagyarázva, hogy az AET érték függ a koponya hosszától, nem pedig a fog helyzetétől. De a RET értékek éppen ellenkezőleg, a fog helyzetétől függenek a sorban, és nem a koponya hosszától, ami megerősíti az 1b hipotézist.
A fennmaradó hipotézisek (2a és 2b) szintén beigazolódtak, amint az a sorban különböző pozíciójú fogak zománcának átlagos vastagságának elemzéséből következik.
A modern Mississippi aligátor és ősi őseinek zománcvastagságának összehasonlítása sok hasonlóságot mutatott, de voltak különbségek is. Így az Allognathosuchusban a zománc vastagsága körülbelül 33%-kal nagyobb, mint a modern krokodiloknál (az alábbi kép).
5. kép: Az aligátorok és a fosszilis krokodilok átlagos zománcvastagságának összehasonlítása a fogkorona magassága alapján.
Az összes fenti adatot összegezve a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a zománc vastagsága közvetlenül függ, úgymond, a fogak szerepétől. Ha ezekre a fogakra van szükség a zúzáshoz, akkor lényegesen vastagabb lesz a zománcuk. Korábban azt találták, hogy a farokfogak nyomása (nyomóereje) nagyobb, mint a rostralis fogaké. Ez pontosan a szerepüknek köszönhető - a zsákmány megtartása és a csontok összezúzása. Így a vastagabb zománc megakadályozza a fogak károsodását, amelyek a táplálkozás során maximális igénybevételnek vannak kitéve. A bizonyítékok valóban azt sugallják, hogy a krokodiloknál a farokfogak sokkal ritkábban törnek el, a súlyos stressz ellenére.
Ezen kívül azt találták, hogy a fogak Allognathosuchus a zománc lényegesen vastagabb, mint a többi vizsgált krokodil. Úgy gondolják, hogy ez a fosszilis faj előszeretettel táplálkozott teknősökkel, és héjuk összezúzásához erős fogak és vastag zománc szükséges.
A tudósok összehasonlították a krokodilok és egyes dinoszauruszok zománcának vastagságát, a megfelelő becsült súlyt és méretet is. Ez az elemzés azt mutatta, hogy a krokodilok zománca vastagabb (az alábbi ábra).
6. kép: A krokodilok és a dinoszauruszok zománcvastagságának összehasonlítása.
Különös, hogy a tyrannosauridák zománca majdnem ugyanolyan vastag volt, mint a sokkal kisebb Allognathosuchusoké, sőt a modern krokodiloké. Logikus, hogy a krokodilok fogszerkezetét a vadászattal és táplálkozással kapcsolatos szokásaik magyarázzák.
Feljegyzéseik ellenére azonban az arkosauruszok (krokodilok, dinoszauruszok, pteroszauruszok stb.) zománca vékonyabb, mint az emlősöké.
7. kép: A krokodilok és egyes emlősfajok zománcvastagságának (AET) összehasonlítása.
Miért van az, hogy az állkapcsukra oly erősen támaszkodó vadászok zománca vékonyabb, mint az emlősöké? A válasz erre a kérdésre már az elején megvolt - a kopott fogak cseréje újakra. Bár a krokodiloknak erősek a fogaik, nincs szükségük úgymond szupererős fogakra, mivel a kitört fogat mindig új váltja fel. Az emlősök (többnyire) nem rendelkeznek ezzel a tehetséggel.
8. kép: A krokodilok és egyes emlősfajok zománcvastagságának (RET) összehasonlítása.
Pontosabban, a zománc vastagsága az archosaurusokban 0.01-0.314 mm, az emlősökben pedig 0.08-2.3 mm. A különbség, mint mondják, nyilvánvaló.
A tanulmány árnyalatainak részletesebb áttekintéséhez javaslom, hogy tekintsenek át
Epilógus
A fogak, bármilyen furcsán is hangzik, rendkívül fontos eszközei a táplálékszerzésnek. Igen, a modern ember mindig ki tudja javítani a fogakkal kapcsolatos hibákat, de a vadon képviselői között nincs fogorvos. Még az emberek sem mindig tudták, mi az a fogászati kezelés. Ezért egyes fajok erős és tartós fogakat választanak, míg mások inkább cserélik őket, például kesztyűt. A krokodilok és távoli rokonaik mindkét csoportba sorolhatók. A fogak zománca, amely a zsákmány hatékony megtartásához és a csontok összezúzásához szükséges, a krokodiloknál meglehetősen vastag, de a komoly igénybevétel miatt fogaik így is elkopnak, néha eltörnek. Ilyenkor a régi fog helyére új fog kerül.
Az ember számára az egyik megkülönböztető vonás az ellentétes hüvelykujj, amely nagymértékben segített nekünk számos próbálkozásban, kezdve a „fogj egy botot, és dugd meg az idegesítő szomszédot az ágon” és a „fogj egy tollat és írj egy szonettet”-ig. ” A krokodilok esetében ilyen eszköz az állkapcsa, különösen a fogaik. Ez a testrész az, ami miatt a krokodilok olyan veszélyes és halálos vadászok, amelyeket el kell kerülni.
péntek off-top:
Nagyon érdekes és esztétikusan szép rövid rajzfilm, amelyben a krokodil nem egészen krokodil.
Rajzfilm arról, hogy nem lehet megbízni a vízben lévő gyanús „rönkökben”, különösen, ha gnú vagy.
Köszönöm, hogy megnézted, maradj kíváncsi és szép hétvégét mindenkinek! 🙂
Köszönjük, hogy velünk tartott. Tetszenek cikkeink? További érdekes tartalmakat szeretne látni? Támogass minket rendeléssel vagy ajánlj ismerőseidnek, 30% kedvezmény a Habr felhasználóknak a belépő szintű szerverek egyedülálló analógjára, amelyet mi találtunk ki Önnek: (RAID1 és RAID10, akár 24 maggal és akár 40 GB DDR4-gyel is elérhető).
Dell R730xd kétszer olcsóbb? Csak itt Hollandiában! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollártól! Olvasni valamiről
Forrás: will.com