Si entra in un corridoio poco illuminato, dove si incontrano anime indigenti tormentate dal dolore e dalla sofferenza. Ma non avranno pace qui, perché dietro ciascuna porta li attende ancora più tormento e paura, riempiendo tutte le cellule del corpo e riempiendo tutti i pensieri. Ti avvicini a una delle porte, dietro la quale puoi sentire un ronzio e un ronzio infernale che ti raggelano fino alle ossa. Raccogliendo in un pugno il coraggio che ti rimane, allunghi la mano, fredda dall'orrore, verso la maniglia della porta, quando all'improvviso qualcuno ti tocca la spalla da dietro e tu, sorpreso dalla sorpresa, ti volti. «Il medico sarà libero tra pochi minuti. Adesso siediti, ti chiameremo”, ti dice la voce gentile dell’infermiera. A quanto pare, è proprio così che alcune persone immaginano di andare dal dentista e hanno un atteggiamento estremamente negativo nei confronti di questi “sadici” in camice bianco. Ma oggi non parleremo di dentofobia, parleremo di coccodrilli. Sì, sì, riguarda loro, o più precisamente i loro denti, che non necessitano di cure odontoiatriche.
Scienziati dell'Università del Missouri (USA) hanno condotto uno studio sui denti dei coccodrilli, che ha mostrato caratteristiche interessanti dello smalto di questi impeccabili cacciatori, basandosi proprio sulle loro mascelle. Cosa hanno scoperto gli scienziati, in che modo i denti dei coccodrilli moderni differiscono dai loro parenti preistorici e qual è il vantaggio di questa ricerca? Lo apprendiamo dal rapporto del gruppo di ricerca.
Base di ricerca
Per la maggior parte dei vertebrati, i denti sono un attributo integrale per ottenere e mangiare cibo (i formichieri non contano). Alcuni predatori fanno affidamento sulla velocità durante la caccia (ghepardi), altri sulla squadra (leoni) e per altri la forza del loro morso gioca un ruolo enorme. Questo vale anche per i coccodrilli, che si avvicinano di soppiatto alle loro vittime nell'acqua e le afferrano con le loro potenti mascelle. Per evitare che la vittima fugga, la presa deve essere potente e ciò comporta carichi pesanti sulla struttura ossea. Per neutralizzare l'effetto negativo dei loro potenti morsi, i coccodrilli hanno un palato osseo secondario, che è saldamente collegato al cranio.
Una dimostrazione visiva della chiusura e dell'apertura della mascella di un coccodrillo.
Una delle caratteristiche principali dei denti di coccodrillo è la loro costante sostituzione con quelli nuovi quando quelli vecchi si usurano. Il fatto è che i denti dei coccodrilli assomigliano a una bambola che nidifica, all'interno della quale si sviluppano nuovi denti. Circa una volta ogni 2 anni, ciascuno dei denti della mascella viene sostituito con altri nuovi.
Notate quanto strettamente si chiude questa “trappola dentale”.
I denti dei coccodrilli sono suddivisi in diverse categorie in base alla forma e alla funzionalità corrispondente. All'inizio della mascella ci sono 4 grandi zanne, necessarie per un'efficace cattura della preda. Al centro ci sono denti più spessi, che aumentano lungo la mascella. Questa parte è necessaria per tagliare la preda. Alla base, i denti si allargano e diventano più piatti, il che consente ai coccodrilli di mordere i gusci di molluschi e tartarughe come semi.
Quanto è forte la mascella di un coccodrillo? Naturalmente, questo dipende dalla sua dimensione e dal tipo. Ad esempio, nel 2003 si è scoperto che un alligatore del Mississippi di 272 chilogrammi morde con una forza di ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Ma il coccodrillo di acqua salata da 1308 chilogrammi ha dimostrato una strabiliante forza di ～34500 N. A proposito, la forza assoluta del morso negli esseri umani è di circa 1498 N.
La forza del morso non dipende tanto dai denti, ma dai muscoli della mascella. Nei coccodrilli questi muscoli sono molto densi e ce ne sono molti. Tuttavia, c'è una forte differenza tra i muscoli molto sviluppati responsabili della chiusura della bocca (che danno una tale forza al morso) e i muscoli deboli responsabili dell'apertura della bocca. Questo spiega perché la bocca chiusa di un coccodrillo può essere tenuta ferma con un semplice nastro adesivo.
Avanti, fammi vedere chi ti ha chiamato moccioso.
Ma i coccodrilli hanno bisogno di una mascella non solo per uccisioni spietate a scopo alimentare, ma anche per prendersi cura della loro prole. Le femmine di coccodrillo spesso portano i loro piccoli nelle mascelle (è difficile trovare un posto più sicuro per loro, perché chi vorrebbe arrampicarsi lì). La bocca dei coccodrilli è dotata di recettori molto sensibili, grazie ai quali possono regolare la forza del loro morso, il che consente loro di trattenere meglio la preda o di trasportare con cura i bambini.
I denti umani, sfortunatamente, non ricrescono dopo che quelli vecchi cadono, ma hanno qualcosa in comune con i coccodrilli: lo smalto.
Immagine n. 1: dente caudale di un alligatore mississippiensis.
Lo smalto è il guscio esterno della corona del dente. È la parte più forte del corpo umano, così come molti altri vertebrati. Tuttavia, come sappiamo, i nostri denti non cambiano con quelli nuovi, quindi il nostro smalto deve essere più spesso. Ma nei coccodrilli, i denti usurati vengono sostituiti con quelli nuovi, quindi non è necessario uno smalto spesso. Sembra abbastanza logico, ma è davvero così?
Gli scienziati affermano che comprendere i cambiamenti nello smalto all'interno di un taxon ci consentirà di ricordare meglio in futuro come cambia la struttura dello smalto a seconda della biomeccanica e della dieta dell'animale.
Coccodrilli, appunto Alligatore mississippiensis, si adattano perfettamente a questo studio per una serie di ragioni. In primo luogo, i denti, la forza del morso e la struttura dello smalto cambiano a seconda dell'età e della taglia dell'individuo, il che è dovuto anche ai cambiamenti nella dieta. In secondo luogo, i denti del coccodrillo hanno morfologie diverse a seconda della loro posizione nella mascella.
Immagine n. 2: aeb mostrano la differenza nei denti tra individui grandi e piccoli, cf mostra i denti degli antenati fossili dei moderni coccodrilli.
I denti rostrali sono sottili e vengono utilizzati per afferrare la preda, mentre i denti caudali sono smussati e vengono utilizzati per schiacciarla con forze di morso maggiori. In altre parole, il carico su un dente dipende dalla sua posizione nella mascella e dalla dimensione del proprietario di questa mascella.
Questo studio presenta i risultati dell'analisi e delle misurazioni dello spessore assoluto dello smalto (AET) e dello spessore dello smalto (relativo) standardizzato per dimensione (RET) dei denti di coccodrillo.
L'AET è una stima della distanza media dalla giunzione smalto-dentina alla superficie esterna dello smalto ed è una misurazione lineare. E RET è un valore adimensionale che consente di confrontare lo spessore relativo dello smalto su scale diverse.
Gli scienziati hanno valutato l'AET e il RET dei denti rostrali (al "naso" della mascella), intermedi (al centro della fila) e caudali (alla base della mascella) in sette individui della specie Alligatore mississippiensis.
È anche importante notare che la struttura dello smalto può dipendere dalla dieta dell'individuo e della specie nel suo insieme. I coccodrilli hanno una dieta molto ricca (quello che catturano è ciò che mangiano), ma è diversa da quella dei loro parenti, estinti da tempo. Per testarlo dal punto di vista dello smalto, gli scienziati hanno condotto un'analisi AET e RET dei fossili Protosuchidi (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) e Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidi è un rappresentante del periodo Giurassico, Iharkutosuchus - Periodo Cretaceo, e Allognathosuchus dall'Eocene.
Prima di iniziare le misurazioni effettive, i ricercatori hanno fatto un brainstorming e proposto diverse ipotesi teoriche:
- Ipotesi 1a: poiché l'AET è una misura lineare e dovrebbe dipendere dalla dimensione, si prevede che la varianza dell'AET sia meglio spiegata dalla dimensione del cranio;
- Ipotesi 1b: poiché RET è standardizzato in base alla dimensione, si prevede che la varianza di RET sia meglio spiegata dalla posizione dei denti;
- Ipotesi 2a: poiché l'AET e la lunghezza del cranio sono misure lineari delle dimensioni, dovrebbero scalare con una pendenza isometrica;
- Ipotesi 2b - Poiché i denti caudali subiscono le maggiori forze di morso nell'arcata, quindi il RET sarà più alto nei denti caudali.
Le tabelle seguenti presentano dati campione (teschi di coccodrilli Alligatore mississippiensis, prelevato dalla Riserva Rockefeller a Grand Chenier, Louisiana, e fossili).
Tabella n. 1: dati di scansione dei denti di coccodrillo (rostrale, intermedia e caudale).
Tabella n. 2: dati dentali (LSkull - lunghezza del cranio, hCrown - altezza della corona, VE - volume dello smalto, VD - volume della dentina, SAEDJ - area di interfaccia smalto-dentina, AET - spessore assoluto dello smalto, RET - spessore relativo dello smalto).
Risultati dello studio
Secondo i dati dentali presentati nella Tabella 2, gli scienziati hanno concluso che lo spessore dello smalto scala isometricamente con la lunghezza del cranio, indipendentemente dalla posizione dei denti.
Tabella n.3: Valori AET e RET a seconda delle variabili.
Immagine n. 3: ridimensionamento AET/RET relativo alla lunghezza del cranio.
Allo stesso tempo, lo spessore dello smalto sui denti caudali è molto maggiore che sugli altri, ma anche questo non dipende dalla lunghezza del cranio.
Tabella n. 4: valori medi dello spessore dello smalto nei vertebrati superiori (Crocodyliform - gruppo extra-taxon di coccodrilli, Dinosauro - dinosauri, Artiodactyl - artiodattili, Odontocete - sottordine dei cetacei, Perissodactyl - ungulati con dita dispari, Primate - primati, Roditore - roditori).
Immagine n.4: Lo spessore dello smalto dei denti caudali è maggiore di quello degli altri denti.
I dati relativi allo scaling (Tabella n. 3) hanno confermato l'ipotesi 1a, spiegando la dipendenza del valore AET dalla lunghezza del cranio e non dalla posizione del dente. Ma i valori RET, al contrario, dipendono dalla posizione del dente nella fila, e non dalla lunghezza del cranio, il che conferma l'ipotesi 1b.
Sono state confermate anche le restanti ipotesi (2a e 2b), come risulta dall'analisi dello spessore medio dello smalto dei denti con diverse posizioni nella fila.
Un confronto tra lo spessore dello smalto del moderno alligatore del Mississippi e dei suoi antichi antenati ha mostrato molte somiglianze, ma c'erano anche differenze. Pertanto, nell'Allognathosuchus lo spessore dello smalto è circa il 33% maggiore rispetto ai coccodrilli moderni (immagine sotto).
Immagine n. 5: Confronto dello spessore medio dello smalto negli alligatori e nei coccodrilli fossili in base all'altezza della corona del dente.
Riassumendo tutti i dati di cui sopra, gli scienziati sono giunti alla conclusione che lo spessore dello smalto dipende direttamente, per così dire, dal ruolo dei denti. Se questi denti sono necessari per la frantumazione, il loro smalto sarà significativamente più spesso. In precedenza è stato riscontrato che la pressione (forza di compressione) dei denti caudali è maggiore di quella dei denti rostrali. Ciò è dovuto proprio al loro ruolo: trattenere la preda e schiacciare le ossa. Pertanto, uno smalto più spesso previene danni ai denti, che sono soggetti al massimo stress durante la nutrizione. In effetti, le prove suggeriscono che i denti caudali nei coccodrilli si rompono molto meno frequentemente, nonostante un forte stress.
Inoltre, si è scoperto che i denti Allognathosuchus lo smalto è significativamente più spesso di quello di altri coccodrilli studiati. Si ritiene che questa specie fossile preferisse nutrirsi di tartarughe e che per schiacciare i loro gusci siano necessari denti forti e smalto spesso.
Gli scienziati hanno anche confrontato lo spessore dello smalto dei coccodrilli e di alcuni dinosauri, il peso e le dimensioni stimati corrispondenti. Questa analisi ha mostrato che i coccodrilli avevano uno smalto più spesso (diagramma sotto).
Immagine n.6: Confronto dello spessore dello smalto di coccodrilli e dinosauri.
È curioso che lo smalto del tirannosauride avesse quasi lo stesso spessore di quello dell'Allognathosuchus molto più piccolo e persino dei coccodrilli moderni. È logico che la struttura dei denti dei coccodrilli sia spiegata dalle loro abitudini in termini di caccia e dieta.
Tuttavia, nonostante i loro reperti, lo smalto degli arcosauri (coccodrilli, dinosauri, pterosauri, ecc.) è più sottile di quello dei mammiferi.
Immagine n. 7: Confronto dello spessore dello smalto (AET) dei coccodrilli e di alcune specie di mammiferi.
Perché lo smalto dei cacciatori, che fanno così tanto affidamento sulle loro mascelle, è più sottile di quello dei mammiferi? La risposta a questa domanda era già all'inizio: sostituire i denti usurati con quelli nuovi. Sebbene i coccodrilli abbiano denti forti, non hanno bisogno, per così dire, di denti super forti, poiché un nuovo dente sostituirà sempre quello rotto. I mammiferi (per la maggior parte) non hanno questo talento.
Immagine n. 8: Confronto dello spessore dello smalto (RET) dei coccodrilli e di alcune specie di mammiferi.
Più precisamente, lo spessore dello smalto negli arcosauri varia da 0.01 a 0.314 mm, e nei mammiferi da 0.08 a 2.3 mm. La differenza, come si suol dire, è evidente.
Per uno sguardo più dettagliato alle sfumature dello studio, consiglio di dare un'occhiata a
Finale
I denti, per quanto strano possa sembrare, sono uno strumento estremamente importante per procurarsi il cibo. Sì, l'uomo moderno può sempre correggere qualsiasi difetto associato ai denti, ma tra i rappresentanti della natura non ci sono dentisti. Anche le persone non sempre sapevano cosa fosse il trattamento dentale. Pertanto, alcune specie scelgono denti forti e durevoli, mentre altre preferiscono cambiarli, come i guanti. I coccodrilli e i loro lontani parenti possono essere classificati in entrambi i gruppi. Lo smalto dei denti, necessario per trattenere efficacemente la preda e schiacciare le ossa, è piuttosto spesso nei coccodrilli, ma a causa del grave stress i loro denti si consumano ancora e talvolta si rompono. In questi casi, un nuovo dente prende il posto del vecchio dente.
Per una persona, una delle caratteristiche distintive è il pollice opponibile, che ci ha aiutato molto in molte imprese, che vanno da “prendi un bastone e fanculo il vicino fastidioso sul ramo” fino a “prendi una penna e scrivi un sonetto”. " Per i coccodrilli, uno strumento del genere sono le mascelle, in particolare i denti. È questa parte del corpo che rende i coccodrilli cacciatori così pericolosi e mortali che dovrebbero essere evitati.
Venerdì in anteprima:
Un cortometraggio molto interessante ed esteticamente bello in cui il coccodrillo non è proprio un coccodrillo.
Una vignetta su come non ci si possa fidare dei “tronchi” sospetti nell'acqua, soprattutto se sei uno gnu.
Grazie per la visione, rimanete curiosi e buon fine settimana a tutti! 🙂
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Fonte: habr.com