Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya

Anda memasuki koridor remang-remang, di mana Anda bertemu dengan jiwa-jiwa miskin yang tersiksa oleh rasa sakit dan penderitaan. Tetapi mereka tidak akan mendapatkan kedamaian di sini, karena di balik setiap pintu menanti mereka lebih banyak siksaan dan ketakutan, memenuhi seluruh sel tubuh dan memenuhi semua pikiran. Anda mendekati salah satu pintu, di belakangnya Anda dapat mendengar suara gerinda dan dengungan mengerikan yang membuat Anda merinding. Mengumpulkan sisa keberanian Anda menjadi kepalan tangan, Anda mengulurkan tangan Anda, dingin karena ngeri, ke pegangan pintu, ketika tiba-tiba seseorang menyentuh bahu Anda dari belakang, dan Anda, terkejut karena terkejut, berbalik. β€œDokter akan bebas dalam beberapa menit. Duduklah dulu, kami akan menghubungimu,” suara lembut perawat itu memberitahukanmu. Rupanya, inilah yang dibayangkan sebagian orang untuk pergi ke dokter gigi dan memiliki sikap yang sangat negatif terhadap β€œorang sadis” berjas putih ini. Namun hari ini kita tidak akan membahas tentang dentophobia, kita akan membahas tentang buaya. Ya, ya, ini tentang mereka, atau lebih tepatnya tentang gigi mereka, yang tidak memerlukan perawatan gigi.

Para ilmuwan dari Universitas Missouri (AS) melakukan penelitian terhadap gigi buaya, yang menunjukkan ciri-ciri menarik dari email para pemburu sempurna ini, yang justru mengandalkan rahang mereka. Apa yang ditemukan para ilmuwan, apa perbedaan gigi buaya modern dengan kerabat prasejarahnya, dan apa manfaat penelitian ini? Kami mempelajari hal ini dari laporan kelompok riset.

Dasar penelitian

Bagi sebagian besar vertebrata, gigi merupakan atribut integral dalam memperoleh dan memakan makanan (trenggiling tidak dihitung). Beberapa predator mengandalkan kecepatan saat berburu (cheetah), beberapa pada tim (singa), dan bagi beberapa, kekuatan gigitannya memainkan peran yang sangat besar. Hal ini juga berlaku pada buaya, yang menyelinap ke korbannya di dalam air dan menangkapnya dengan rahangnya yang kuat. Untuk mencegah korban melarikan diri, cengkeramannya harus kuat, sehingga mengakibatkan beban berat pada struktur tulang. Untuk menetralisir dampak negatif dari gigitannya yang kuat, buaya memiliki langit-langit tulang sekunder, yang terhubung erat ke tengkorak.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Demonstrasi visual penutupan dan pembukaan rahang buaya.

Salah satu ciri utama gigi buaya adalah penggantiannya secara terus-menerus dengan yang baru ketika gigi lama sudah aus. Faktanya adalah gigi buaya menyerupai boneka bersarang, di dalamnya tumbuh gigi baru. Kira-kira setiap 2 tahun sekali, setiap gigi di rahang diganti dengan yang baru.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Perhatikan betapa rapatnya β€œperangkap gigi” ini.

Gigi buaya dibagi menjadi beberapa kategori berdasarkan bentuk dan fungsinya. Di awal rahang terdapat 4 taring besar, yang diperlukan untuk menangkap mangsa secara efektif. Di tengahnya terdapat gigi yang lebih tebal, yang tumbuh di sepanjang rahang. Bagian ini diperlukan untuk memotong mangsa. Pada bagian pangkal giginya melebar dan menjadi lebih rata sehingga memungkinkan buaya menggigit cangkang moluska dan cangkang penyu seperti biji.

Seberapa kuat rahang buaya? Tentu saja, ini tergantung pada ukuran dan jenisnya. Misalnya, pada tahun 2003 ditemukan buaya Mississippi seberat 272 kilogram menggigit dengan kekuatan ~9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Tapi buaya air asin seberat 1308 kilogram menunjukkan kekuatan ~34500 N yang luar biasa. Omong-omong, kekuatan gigitan absolut pada manusia adalah sekitar 1498 N.

Kekuatan gigitan tidak terlalu bergantung pada gigi melainkan pada otot rahang. Pada buaya, otot-otot ini sangat padat dan jumlahnya banyak. Namun, ada perbedaan yang kuat antara otot-otot yang sangat berkembang yang bertanggung jawab untuk menutup mulut (yang memberikan kekuatan gigitan) dan otot-otot lemah yang bertanggung jawab untuk membuka mulut. Hal ini menjelaskan mengapa mulut buaya yang tertutup dapat ditahan dengan selotip sederhana.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Ayo, tunjukkan padaku siapa yang memanggilmu bocah nakal.

Namun buaya membutuhkan rahang tidak hanya untuk membunuh tanpa ampun demi makanan, tetapi juga untuk merawat keturunannya. Buaya betina sering kali menggendong anaknya di rahangnya (sulit menemukan tempat yang lebih aman bagi mereka, karena siapa yang mau mendaki ke sana). Mulut buaya dilengkapi dengan reseptor yang sangat sensitif, sehingga mereka dapat mengatur kekuatan gigitannya, yang memungkinkan mereka memegang mangsa dengan lebih baik atau menggendong bayi dengan hati-hati.

Sayangnya, gigi manusia tidak tumbuh kembali setelah gigi lama tanggal, tetapi gigi tersebut memiliki kesamaan dengan gigi buaya - enamel.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #1: Gigi ekor Alligator mississippiensis.

Enamel merupakan lapisan terluar dari mahkota gigi. Ini adalah bagian terkuat dari tubuh manusia, serta banyak vertebrata lainnya. Namun seperti yang kita ketahui, gigi kita tidak akan berubah dengan yang baru, oleh karena itu email kita harus lebih tebal. Namun pada buaya, gigi yang sudah usang diganti dengan yang baru, sehingga tidak perlu enamel yang tebal. Kedengarannya cukup logis, tapi benarkah demikian?

Para ilmuwan mengatakan bahwa memahami perubahan enamel dalam satu takson akan memungkinkan kita untuk lebih mengingat di masa depan bagaimana struktur enamel berubah tergantung pada biomekanik dan pola makan hewan.

Buaya yaitu buaya mississippiensis, sangat cocok untuk penelitian ini karena sejumlah alasan. Pertama, gigi, kekuatan gigitan, dan struktur email mereka berubah tergantung pada usia dan ukuran individu, yang juga disebabkan oleh perubahan pola makan. Kedua, gigi buaya memiliki morfologi yang berbeda-beda tergantung posisinya di rahang.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar No.2: a dan b menunjukkan perbedaan gigi antara individu besar dan kecil, c-f menunjukkan gigi fosil nenek moyang buaya modern.

Gigi rostralnya tipis dan digunakan untuk menggenggam mangsa, sedangkan gigi ekornya tumpul dan digunakan untuk menghancurkan dengan kekuatan gigitan yang lebih tinggi. Dengan kata lain, beban pada suatu gigi bergantung pada posisinya di dalam rahang dan ukuran pemilik rahang tersebut.

Penelitian ini menyajikan hasil analisis dan pengukuran ketebalan email absolut (AET) dan ketebalan email terstandar (relatif) gigi buaya (RET).

AET merupakan perkiraan jarak rata-rata dari persimpangan email-dentin ke permukaan email terluar dan merupakan pengukuran linier. Dan RET adalah nilai tanpa dimensi yang memungkinkan Anda membandingkan ketebalan relatif email pada skala yang berbeda.

Para ilmuwan menilai AET dan RET gigi rostral (di β€œhidung” rahang), gigi tengah (di tengah baris) dan gigi ekor (di dasar rahang) pada tujuh individu spesies. buaya mississippiensis.

Penting juga untuk dicatat bahwa struktur email dapat bergantung pada pola makan individu dan spesies secara keseluruhan. Buaya memiliki pola makan yang sangat banyak (apa yang mereka tangkap adalah apa yang mereka makan), namun berbeda dengan kerabatnya yang sudah lama punah. Untuk mengujinya dari sudut pandang email, para ilmuwan melakukan analisis AET dan RET terhadap fosil tersebut Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) dan Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae merupakan perwakilan dari periode Jurassic, Iharkutosuchus - Zaman Kapur, dan Allognathosuchus dari Eosen.

Sebelum memulai pengukuran sebenarnya, para peneliti melakukan brainstorming dan mengajukan beberapa hipotesis teoritis:

  • Hipotesis 1aβ€”Karena AET adalah ukuran linier dan bergantung pada ukuran, varians dalam AET diharapkan dapat dijelaskan dengan baik melalui ukuran tengkorak;
  • Hipotesis 1bβ€”Karena RET distandarisasi berdasarkan ukuran, varians dalam RET diharapkan dapat dijelaskan dengan baik oleh posisi gigi;
  • Hipotesis 2aβ€”Karena AET dan panjang tengkorak merupakan ukuran ukuran linier, maka keduanya harus berskala dengan kemiringan isometrik;
  • Hipotesis 2b - Karena gigi ekor mengalami gaya gigitan paling besar pada lengkung rahang, maka RET akan lebih tinggi pada gigi ekor.

Tabel di bawah ini menyajikan contoh data (tengkorak buaya buaya mississippiensis, diambil dari Rockefeller Reserve di Grand Chenier, Louisiana, dan fosil).

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Tabel No. 1: data pemindaian gigi buaya (rostral, intermediet, dan ekor).

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Tabel No.2: data gigi (LSkull - panjang tengkorak, hCrown - tinggi mahkota, VE - volume email, VD - volume dentin, SAEDJ - area antarmuka email-dentin, AET - ketebalan email absolut, RET - ketebalan email relatif).

Hasil penelitian

Berdasarkan data gigi yang disajikan pada Tabel 2, para ilmuwan menyimpulkan bahwa ketebalan email berskala isometrik dengan panjang tengkorak, terlepas dari posisi gigi.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Tabel No.3: Nilai AET dan RET tergantung variabel.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #3: Penskalaan AET/RET relatif terhadap panjang tengkorak.

Pada saat yang sama, ketebalan email pada gigi ekor jauh lebih besar dibandingkan gigi lainnya, tetapi hal ini juga tidak bergantung pada panjang tengkorak.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Tabel No.4: nilai rata-rata ketebalan email pada vertebrata tingkat tinggi (Crocodyliform - kelompok buaya ekstra-takson, Dinosaurus - dinosaurus, Artiodactyl - artiodactyl, Odontocete - subordo cetacea, Perissodactyl - hewan berkuku ganjil, Primata - primata, Hewan pengerat – hewan pengerat).

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #4: Ketebalan enamel gigi ekor lebih besar dibandingkan gigi lainnya.

Data mengenai skeling (Tabel No. 3) membenarkan hipotesis 1a yang menjelaskan ketergantungan nilai AET pada panjang tengkorak, dan bukan pada posisi gigi. Namun nilai RET, sebaliknya, bergantung pada posisi gigi dalam barisan, dan bukan pada panjang tengkorak, yang membenarkan hipotesis 1b.

Hipotesis lainnya (2a dan 2b) juga terkonfirmasi, sebagai berikut dari analisis rata-rata ketebalan email gigi dengan posisi berbeda dalam satu baris.

Perbandingan ketebalan enamel aligator Mississippi modern dan nenek moyangnya yang purba menunjukkan banyak kesamaan, tetapi ada juga perbedaan. Jadi, ketebalan enamel pada Allognathosuchus kira-kira 33% lebih besar dibandingkan buaya modern (gambar di bawah).

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #5: Perbandingan rata-rata ketebalan email buaya dan fosil buaya berdasarkan tinggi mahkota gigi.

Meringkas semua data di atas, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa ketebalan email secara langsung bergantung pada peran gigi. Jika gigi ini diperlukan untuk dihancurkan, emailnya akan jauh lebih tebal. Sebelumnya telah diketahui bahwa tekanan (gaya tekan) gigi ekor lebih tinggi dibandingkan gigi rostral. Hal ini justru disebabkan oleh peran mereka - untuk menahan mangsa dan menghancurkan tulang. Dengan demikian, enamel yang lebih tebal mencegah kerusakan pada gigi, yang mengalami tekanan maksimal selama nutrisi. Memang benar, bukti menunjukkan bahwa gigi ekor buaya lebih jarang patah, meskipun dalam kondisi stres berat.

Selain itu, ditemukan gigi Allognathosuchus enamelnya secara signifikan lebih tebal dibandingkan enamel buaya lain yang diteliti. Spesies fosil ini diyakini lebih suka memakan penyu, dan menghancurkan cangkangnya membutuhkan gigi yang kuat dan enamel yang tebal.

Para ilmuwan juga membandingkan ketebalan email buaya dan beberapa dinosaurus, sesuai perkiraan berat dan ukurannya. Analisis ini menunjukkan bahwa buaya memiliki enamel yang lebih tebal (diagram di bawah).

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #6: Perbandingan ketebalan email buaya dan dinosaurus.

Sangat mengherankan bahwa enamel tyrannosaurid memiliki ketebalan yang hampir sama dengan enamel Allognathosuchus yang jauh lebih kecil dan bahkan buaya modern. Masuk akal jika struktur gigi buaya dijelaskan oleh kebiasaan mereka dalam berburu dan pola makan.

Namun, terlepas dari catatan mereka, enamel archosaurus (buaya, dinosaurus, pterosaurus, dll.) lebih tipis dibandingkan mamalia.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #7: Perbandingan ketebalan email (AET) buaya dan beberapa spesies mamalia.

Mengapa enamel pemburu, yang sangat bergantung pada rahangnya, lebih tipis dibandingkan mamalia? Jawaban atas pertanyaan ini sudah ada di awal - mengganti gigi yang aus dengan yang baru. Meskipun buaya memiliki gigi yang kuat, namun mereka tidak membutuhkan gigi yang super kuat, karena gigi baru akan selalu menggantikan gigi yang patah. Mamalia (sebagian besarnya) tidak memiliki bakat ini.

Peri gigi tidak berfungsi di sini: struktur email gigi buaya dan nenek moyang prasejarahnya
Gambar #8: Perbandingan ketebalan enamel (RET) buaya dan beberapa spesies mamalia.

Lebih tepatnya, ketebalan email pada archosaurus bervariasi dari 0.01 hingga 0.314 mm, dan pada mamalia dari 0.08 hingga 2.3 mm. Perbedaannya, seperti kata mereka, jelas.

Untuk melihat lebih detail nuansa penelitian ini, saya sarankan untuk melihatnya laporan ilmuwan.

Bagian terakhir dr suatu karya sastra

Gigi, betapapun anehnya kedengarannya, adalah alat yang sangat penting dalam memperoleh makanan. Ya, manusia modern selalu dapat memperbaiki segala cacat yang berhubungan dengan gigi, tetapi di antara satwa liar tidak ada dokter gigi. Bahkan masyarakat pun tidak selalu mengetahui apa itu perawatan gigi. Oleh karena itu, beberapa spesies memilih gigi yang kuat dan tahan lama, sementara yang lain lebih suka menggantinya, seperti sarung tangan. Buaya dan kerabat jauhnya dapat diklasifikasikan ke dalam kedua kelompok. Enamel pada gigi, yang diperlukan untuk menahan mangsa dan menghancurkan tulang secara efektif, cukup tebal pada buaya, tetapi karena tekanan yang serius, gigi mereka masih aus dan terkadang patah. Dalam kasus seperti ini, gigi baru menggantikan gigi lama.

Bagi seseorang, salah satu ciri yang membedakannya adalah jempol yang berlawanan, yang sangat membantu kita dalam banyak usaha, mulai dari β€œambil tongkat dan persetan dengan tetangga yang mengganggu di dahan” dan diakhiri dengan β€œambil pulpen dan tulis soneta. ” Bagi buaya, alat tersebut adalah rahangnya, khususnya giginya. Bagian tubuh inilah yang membuat buaya menjadi pemburu berbahaya dan mematikan yang patut dihindari.

Hari Jumat libur:


Kartun pendek yang sangat menarik dan indah secara estetika di mana buaya bukanlah buaya sebenarnya.


Sebuah kartun tentang bagaimana Anda tidak bisa mempercayai β€œbatang kayu” yang mencurigakan di dalam air, terutama jika Anda adalah seekor rusa kutub.

Terima kasih telah menonton, tetap penasaran dan semoga akhir pekanmu menyenangkan semuanya! πŸ™‚

Terima kasih untuk tetap bersama kami. Apakah Anda menyukai artikel kami? Ingin melihat konten yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman, Diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server level awal, yang kami ciptakan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $20 atau bagaimana cara berbagi server? (tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya disini 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai $99! Membaca tentang Bagaimana membangun infrastruktur corp. kelas dengan penggunaan server Dell R730xd E5-2650 v4 senilai 9000 euro untuk satu sen?

Sumber: www.habr.com

Tambah komentar