Įeini į silpnai apšviestą koridorių, kur sutinki skurstančias sielas, kamuojamas skausmo ir kančios. Tačiau čia jiems nebus ramybės, nes už kiekvienų durų jų laukia dar didesnė kančia ir baimė, užpildanti visas kūno ląsteles ir pripildanti visas mintis. Prieinate prie vienų durų, už kurių girdisi pragariškas šlifavimas ir zvimbimas, kuris atšaldo iki kaulų smegenų. Sukaupęs likusią drąsą į kumštį, iš siaubo šaltą ranką ištiesi prie durų rankenos, kai staiga kažkas iš užpakalio paliečia tavo petį, o tu, nustebęs iš nuostabos, atsisuki. „Gydytojas bus laisvas po kelių minučių. Kol kas sėsk, mes tau paskambinsime“, – sako švelnus slaugytojos balsas. Matyt, taip keliauti pas odontologą įsivaizduoja dalis žmonių, kurie itin neigiamai žiūri į šiuos baltais chalatais vilkinčius „sadistus“. Tačiau šiandien kalbėsime ne apie dentofobiją, o apie krokodilus. Taip, taip, tai apie juos, o tiksliau apie jų dantis, kuriems nereikia dantų gydymo.
Misūrio universiteto (JAV) mokslininkai atliko krokodilų dantų tyrimą, kuris parodė įdomias šių nepriekaištingų medžiotojų emalio ypatybes, pasikliaujant būtent jų nasrais. Ką išsiaiškino mokslininkai, kuo šiuolaikinių krokodilų dantys skiriasi nuo jų priešistorinių giminaičių ir kokia šių tyrimų nauda? Apie tai sužinome iš tyrimo grupės ataskaitos.
Tyrimo pagrindas
Daugumai stuburinių gyvūnų dantys yra neatsiejamas maisto gavimo ir valgymo požymis (skruzdėlynai nesiskaito). Kai kurie plėšrūnai medžiodami pasikliauja greičiu (gepardai), kiti – komandoje (liūtai), o kai kuriems jų įkandimo stiprumas vaidina didžiulį vaidmenį. Tai taikoma ir krokodilams, kurie vandenyje sėlina prie savo aukų ir sugriebia jas savo galingais nasrais. Kad auka nepabėgtų, sukibimas turi būti galingas, o dėl to kaulo struktūrai tenka didelė apkrova. Norėdami neutralizuoti neigiamą galingų įkandimų poveikį, krokodilai turi antrinį kaulinį gomurį, kuris yra tvirtai prijungtas prie kaukolės.
Vizuali krokodilo žandikaulio uždarymo ir atsivėrimo demonstracija.
Viena pagrindinių krokodilo dantų ypatybių – nuolatinis jų keitimas naujais, kai senieji susidėvi. Faktas yra tas, kad krokodilų dantys primena lizdą lėlę, kurios viduje vystosi nauji dantys. Maždaug kartą per 2 metus kiekvienas žandikaulio dantis pakeičiamas naujais.
Atkreipkite dėmesį, kaip sandariai užsidaro šis „dantų spąstai“.
Krokodilų dantys skirstomi į kelias kategorijas pagal formą ir atitinkamą funkcionalumą. Žandikaulio pradžioje yra 4 didelės iltys, kurios reikalingos efektyviam grobio gaudymui. Viduryje yra storesni dantys, kurie didėja išilgai žandikaulio. Ši dalis reikalinga grobiui pjauti. Prie pagrindo dantys platėja ir tampa plokštesni, todėl krokodilai gali įkąsti per moliuskų ir vėžlių kiautus kaip sėklas.
Kiek stiprus yra krokodilo žandikaulis? Žinoma, tai priklauso nuo jo dydžio ir tipo. Pavyzdžiui, 2003 m. buvo nustatyta, kad 272 kilogramus sveriantis Misisipės aligatorius įkando ～9500 N jėga (N – Niutonas, 1 N = 1 kg m/s2). Tačiau 1308 kilogramus sveriantis sūraus vandens krokodilas pademonstravo pritrenkiantį ～34500 N. Beje, absoliuti žmogaus įkandimo jėga yra maždaug 1498 N.
Sukandimo stiprumas priklauso ne tiek nuo dantų, kiek nuo žandikaulio raumenų. Krokodilų šie raumenys yra labai tankūs ir jų yra daug. Tačiau yra didelis skirtumas tarp labai išsivysčiusių raumenų, atsakingų už burnos uždarymą (tai suteikia tokią kandimo jėgą) ir silpnų raumenų, atsakingų už burnos atidarymą. Tai paaiškina, kodėl uždara krokodilo burna gali būti prilaikoma paprasta juostele.
Nagi, parodyk, kas tave pavadino mažuoju durniu.
Tačiau krokodilams žandikaulio reikia ne tik negailestingai žudomiems dėl maisto, bet ir rūpinantis savo palikuonimis. Krokodilų patelės savo jauniklius dažnai nešiojasi žandikaulyje (sunkesnę vietą joms rasti sunku, nes kas norės ten lipti). Krokodilų burnoje yra įrengti labai jautrūs receptoriai, kurių dėka jie gali reguliuoti įkandimo jėgą, o tai leidžia geriau sulaikyti grobį ar atsargiai nešti kūdikius.
Žmogaus dantys, deja, nebeatauga iškritus seniems, tačiau jie turi kažką bendro su krokodilais – emalį.
1 vaizdas: Mississippiensis aligatoriaus uodeginis dantis.
Emalis yra išorinis danties vainiko apvalkalas. Tai stipriausia žmogaus kūno dalis, kaip ir daugelis kitų stuburinių gyvūnų. Tačiau, kaip žinome, mūsų dantys į naujus nesikeičia, todėl ir emalis turi būti storesnis. Bet krokodiluose susidėvėję dantys pakeičiami naujais, todėl storo emalio nereikia. Skamba gana logiškai, bet ar tikrai taip?
Mokslininkai teigia, kad suprasdami emalio pokyčius viename taksone ateityje galėsime geriau prisiminti, kaip keičiasi emalio struktūra priklausomai nuo gyvūno biomechanikos ir mitybos.
Krokodilai, būtent Alligator mississippiensis, puikiai tinka šiam tyrimui dėl daugelio priežasčių. Pirma, jų dantys, sąkandžio jėga ir emalio struktūra keičiasi priklausomai nuo individo amžiaus ir dydžio, o tai taip pat lemia mitybos pokyčiai. Antra, krokodilo dantys turi skirtingą morfologiją, priklausomai nuo jų padėties žandikaulyje.
Vaizdas Nr. 2: a ir b rodo dantų skirtumą tarp didelių ir mažų individų, c-f rodo šiuolaikinių krokodilų iškastinių protėvių dantis.
Rostraliniai dantys yra ploni ir naudojami grobiui sugriebti, o uodeginiai dantys yra buki ir naudojami gniuždyti su didesnėmis sukandimo jėgomis. Kitaip tariant, danties apkrova priklauso nuo jo padėties žandikaulyje ir nuo šio žandikaulio savininko dydžio.
Šiame tyrime pateikiami krokodilo dantų absoliutaus emalio storio (AET) ir pagal dydį standartizuoto (santykinio) emalio storio (RET) analizės ir matavimų rezultatai.
AET yra vidutinis atstumas nuo emalio ir dentino jungties iki išorinio emalio paviršiaus ir yra tiesinis matavimas. O RET yra bematė vertė, leidžianti palyginti santykinį emalio storį skirtingomis skalėmis.
Mokslininkai įvertino septynių rūšių individų rostralinių (prie žandikaulio nosies), tarpinių (eilės viduryje) ir uodeginių (žandikaulių pagrindo) dantų AET ir RET. Alligator mississippiensis.
Taip pat svarbu pažymėti, kad emalio struktūra gali priklausyti nuo individo mitybos ir visos rūšies. Krokodilų mityba yra labai plati (ką jie gaudo, tą ir valgo), tačiau ji skiriasi nuo jų giminaičių, kurie jau seniai išnyko. Norėdami tai patikrinti iš emalio perspektyvos, mokslininkai atliko fosilijų AET ir RET analizę Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) ir Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae yra juros periodo atstovas, Iharkutosuchus - Kreidos periodas, ir Allognathosuchus iš eoceno.
Prieš pradėdami faktinius matavimus, mokslininkai sumanė ir pasiūlė keletą teorinių hipotezių:
- 1a hipotezė – kadangi AET yra tiesinis matas ir turėtų priklausyti nuo dydžio, manoma, kad AET dispersiją geriausiai paaiškins kaukolės dydis;
- 1b hipotezė – kadangi RET yra standartizuotas pagal dydį, manoma, kad RET dispersiją geriausiai paaiškins danties padėtis;
- 2a hipotezė. Kadangi AET ir kaukolės ilgis yra linijiniai dydžio matai, jie turėtų būti su izometriniu nuolydžiu;
- 2b hipotezė – Kadangi uodeginiai dantys patiria didžiausias sąkandimo jėgas lanke, todėl uodeginių dantų RET bus didesnis.
Toliau pateiktose lentelėse pateikiami pavyzdiniai duomenys (krokodilų kaukolės Alligator mississippiensis, paimtas iš Rokfelerio rezervato Grand Chenier mieste, Luizianoje, ir fosilijos).
Lentelė Nr. 1: krokodilo dantų skenavimo duomenys (rostraliniai, tarpiniai ir uodeginiai).
Lentelė Nr. 2: dantų duomenys (LSkaukolė – kaukolės ilgis, hCrown – vainiko aukštis, VE – emalio tūris, VD – dentino tūris, SAEDJ – emalio ir dentino sąsajos sritis, AET – absoliutus emalio storis, RET – santykinis emalio storis).
Tyrimo rezultatai
Remiantis 2 lentelėje pateiktais dantų duomenimis, mokslininkai padarė išvadą, kad emalio storis izometriškai svyruoja su kaukolės ilgiu, nepriklausomai nuo danties padėties.
Lentelė Nr. 3: AET ir RET reikšmės priklausomai nuo kintamųjų.
3 vaizdas: AET/RET mastelio keitimas pagal kaukolės ilgį.
Tuo pačiu metu uodeginių dantų emalio storis yra daug didesnis nei kitų, tačiau tai taip pat nepriklauso nuo kaukolės ilgio.
Lentelė Nr. 4: vidutinės emalio storio vertės aukštesniems stuburiniams gyvūnams (Crocodyliform – krokodilų grupė be taksonų, dinozaurai – dinozaurai, artiodaktilis – artiodaktilai, odontocetas – banginių šeimos pobūris, perisodaktilas – nelyginiai primatai, kanopiniai primatai Graužikas – graužikai).
4 paveikslas: uodeginių dantų emalio storis yra didesnis nei kitų dantų.
Duomenys apie pleiskanojimą (lentelė Nr. 3) patvirtino 1a hipotezę, paaiškinančią AET reikšmės priklausomybę nuo kaukolės ilgio, o ne nuo danties padėties. Tačiau RET reikšmės, atvirkščiai, priklauso nuo danties padėties eilėje, o ne nuo kaukolės ilgio, kas patvirtina 1b hipotezę.
Likusios hipotezės (2a ir 2b) taip pat pasitvirtino, kaip matyti iš skirtingų dantų padėties eilėje vidutinio emalio storio analizės.
Palyginus šiuolaikinio Misisipės aligatoriaus ir jo senovės protėvių emalio storį, buvo daug panašumų, tačiau būta ir skirtumų. Taigi Allognathosuchus emalio storis yra maždaug 33% didesnis nei šiuolaikinių krokodilų (paveikslėlis žemiau).
5 paveikslas: vidutinio emalio storio palyginimas tarp aligatorių ir iškastinių krokodilų pagal danties vainiko aukštį.
Apibendrinant visus aukščiau pateiktus duomenis, mokslininkai padarė išvadą, kad emalio storis tiesiogiai priklauso nuo, taip sakant, dantų vaidmens. Jei šie dantys bus reikalingi traiškymui, jų emalis bus žymiai storesnis. Anksčiau buvo nustatyta, kad uodeginių dantų spaudimas (spaudimo jėga) yra didesnis nei rostralinių. Taip yra būtent dėl jų vaidmens – sulaikyti grobį ir sutraiškyti kaulus. Taigi storesnis emalis apsaugo nuo pažeidimų dantims, kurie mitybos metu patiria didžiausią apkrovą. Iš tiesų, įrodymai rodo, kad krokodilų uodeginiai dantys lūžta daug rečiau, nepaisant didelio streso.
Be to, buvo nustatyta, kad dantys Allognathosuchus emalis yra žymiai storesnis nei kitų tirtų krokodilų. Manoma, kad ši iškastinė rūšis mieliau maitinosi vėžliais, o norint sutraiškyti jų kiautus reikia tvirtų dantų ir storo emalio.
Mokslininkai taip pat palygino krokodilų ir kai kurių dinozaurų emalio storį, atitinkamą apskaičiuotą svorį ir dydį. Ši analizė parodė, kad krokodilų emalis buvo storesnis (diagrama žemiau).
6 paveikslas: krokodilų ir dinozaurų emalio storio palyginimas.
Įdomu, kad tiranozaurido emalis buvo beveik tokio pat storio kaip daug mažesnių Allognathosuchus ir net šiuolaikinių krokodilų. Logiška, kad krokodilų dantų sandara paaiškinama jų medžioklės ir mitybos įpročiais.
Tačiau nepaisant jų įrašų, archozaurų (krokodilų, dinozaurų, pterozaurų ir kt.) emalis yra plonesnis nei žinduolių.
7 paveikslas: krokodilų ir kai kurių žinduolių rūšių emalio storio (AET) palyginimas.
Kodėl medžiotojų, kurie taip stipriai priklauso nuo žandikaulio, emalis yra plonesnis nei žinduolių? Atsakymas į šį klausimą buvo jau pradžioje – susidėvėjusių dantų keitimas naujais. Nors krokodilai turi tvirtus dantis, jiems nereikia, galima sakyti, itin stiprių dantų, nes sugedusį dantį visada pakeis naujas. Žinduoliai (dažniausiai) neturi šio talento.
8 paveikslas: krokodilų ir kai kurių žinduolių rūšių emalio storio (RET) palyginimas.
Tiksliau, archozaurų emalio storis svyruoja nuo 0.01 iki 0.314 mm, o žinduolių – nuo 0.08 iki 2.3 mm. Skirtumas, kaip sakoma, akivaizdus.
Norint detaliau pažvelgti į tyrimo niuansus, rekomenduoju pasidomėti
Epilogas
Dantys, kad ir kaip keistai tai skambėtų, yra be galo svarbi maisto gavimo priemonė. Taip, šiuolaikinis žmogus visada gali ištaisyti bet kokį su dantimis susijusį defektą, tačiau tarp laukinės gamtos atstovų nėra nė vieno odontologo. Net žmonės ne visada žinojo, kas yra dantų gydymas. Todėl kai kurios rūšys renkasi tvirtus ir patvarius dantis, o kitos mieliau juos keičia, pavyzdžiui, pirštines. Krokodilus ir tolimus jų giminaičius galima suskirstyti į abi grupes. Dantų emalis, būtinas norint efektyviai sulaikyti grobį ir sutraiškyti kaulus, krokodilų yra gana storas, tačiau dėl didelio streso jų dantys vis tiek dyla ir kartais lūžta. Tokiais atvejais vietoj seno danties atsiranda naujas dantis.
Žmogui vienas iš skiriamųjų bruožų yra priešpriešinis nykštys, kuris mums labai padėjo daugelyje pastangų, pradedant „paimk pagaliuką ir išdulkink įkyrų kaimyną ant šakos“ iki „paimk rašiklį ir parašyk sonetą“. “ Krokodilams toks įrankis yra žandikauliai, ypač dantys. Būtent ši kūno dalis paverčia krokodilus tokiais pavojingais ir mirtinais medžiotojais, kurių reikėtų vengti.
Penktadienio laisvalaikis:
Labai įdomus ir estetiškai gražus trumpas animacinis filmas, kuriame krokodilas yra ne visai krokodilas.
Filmukas apie tai, kaip negalima pasitikėti įtartinais „rąstais“ vandenyje, ypač jei esi gnu.
Ačiū, kad skaitėte, būkite smalsūs ir gero savaitgalio vaikinai! 🙂
Dėkojame, kad likote su mumis. Ar jums patinka mūsų straipsniai? Norite pamatyti įdomesnio turinio? Palaikykite mus pateikdami užsakymą ar rekomenduodami draugams, 30% nuolaida Habr vartotojams unikaliam pradinio lygio serverių analogui, kurį mes sugalvojome jums: (galima su RAID1 ir RAID10, iki 24 branduolių ir iki 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 kartus pigiau? Tik čia Olandijoje! „Dell R420“ – 2 x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB – nuo 99 USD! Skaityti apie
Šaltinis: www.habr.com