Je komt in een slecht verlichte gang, waar je berooide zielen ontmoet die gekweld worden door pijn en lijden. Maar ze zullen hier geen vrede hebben, want achter elke deur wacht hen nog meer kwelling en angst, die alle cellen van het lichaam en alle gedachten vult. Je nadert een van de deuren, waarachter je een hels geknars en gezoem hoort dat je tot op het bot koud maakt. Je verzamelt je resterende moed in een vuist en strekt je hand, koud van afgrijzen, uit naar de deurklink, wanneer plotseling iemand je schouder van achteren aanraakt, en jij, geschrokken van verrassing, je omdraait. 'De dokter is over een paar minuten vrij. Ga even zitten, we bellen u’, zegt de zachte stem van de verpleegster. Blijkbaar is dit precies hoe sommige mensen zich voorstellen dat ze naar de tandarts gaan en een extreem negatieve houding hebben ten opzichte van deze ‘sadisten’ in witte jassen. Maar vandaag zullen we het niet hebben over dentofobie, we zullen het hebben over krokodillen. Ja, ja, het gaat over hen, of beter gezegd over hun tanden, die geen tandheelkundige behandeling nodig hebben.
Wetenschappers van de Universiteit van Missouri (VS) voerden een onderzoek uit naar de tanden van krokodillen, die interessante kenmerken van het glazuur van deze onberispelijke jagers aantoonden, waarbij ze precies op hun kaken vertrouwden. Wat hebben wetenschappers ontdekt, hoe verschillen de tanden van moderne krokodillen van hun prehistorische verwanten, en wat is het voordeel van dit onderzoek? Dat leren we uit het rapport van de onderzoeksgroep.
Onderzoeksbasis
Voor de meeste gewervelde dieren zijn tanden een integraal kenmerk van het verkrijgen en eten van voedsel (miereneters tellen niet mee). Sommige roofdieren vertrouwen op snelheid tijdens het jagen (cheeta's), sommige in het team (leeuwen), en voor sommigen speelt de kracht van hun beet een grote rol. Dit geldt ook voor krokodillen, die hun slachtoffers in het water besluipen en met hun krachtige kaken grijpen. Om te voorkomen dat het slachtoffer ontsnapt, moet de greep krachtig zijn, en dit resulteert in zware belastingen op de botstructuur. Om het negatieve effect van hun krachtige beten te neutraliseren, hebben krokodillen een secundair benig gehemelte, dat vast verbonden is met de schedel.
Een visuele demonstratie van het sluiten en openen van de kaak van een krokodil.
Een van de belangrijkste kenmerken van krokodillentanden is hun voortdurende vervanging door nieuwe wanneer de oude verslijten. Feit is dat de tanden van krokodillen lijken op een nestpop, waarin zich nieuwe tanden ontwikkelen. Ongeveer eens in de twee jaar wordt elk van de tanden in de kaak vervangen door nieuwe.
Merk op hoe strak deze ‘tandvalkuil’ sluit.
De tanden van krokodillen zijn onderverdeeld in verschillende categorieën op basis van vorm en bijbehorende functionaliteit. Aan het begin van de kaak bevinden zich 4 grote hoektanden, die nodig zijn voor het effectief vangen van prooien. In het midden bevinden zich dikkere tanden, die langs de kaak groter worden. Dit onderdeel is nodig voor het snijden van prooien. Aan de basis worden de tanden breder en platter, waardoor krokodillen als zaden door de schelpen van weekdieren en schildpadden kunnen bijten.
Hoe sterk is de kaak van een krokodil? Uiteraard is dit afhankelijk van de grootte en het type. In 2003 werd bijvoorbeeld ontdekt dat een Mississippi-alligator van 272 kilogram bijt met een kracht van ~9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Maar de zoutwaterkrokodil van 1308 kilogram demonstreerde een verbluffende ~34500 N. Trouwens, de absolute bijtkracht bij mensen bedraagt ongeveer 1498 N.
De kracht van de beet hangt niet zozeer af van de tanden als wel van de kaakspieren. Bij krokodillen zijn deze spieren erg dicht en er zijn er veel. Er is echter een sterk verschil tussen de zeer ontwikkelde spieren die verantwoordelijk zijn voor het sluiten van de mond (wat een dergelijke bijtkracht geeft) en de zwakke spieren die verantwoordelijk zijn voor het openen van de mond. Dit verklaart waarom de gesloten mond van een krokodil met eenvoudig plakband op zijn plaats kan worden gehouden.
Kom op, laat me zien wie je een kleine snotneus noemde.
Maar krokodillen hebben niet alleen een kaak nodig voor genadeloze moorden voor voedsel, maar ook voor de zorg voor hun nakomelingen. Vrouwelijke krokodillen dragen hun jongen vaak in hun kaken (het is moeilijk om een veiliger plek voor ze te vinden, want wie zou daar willen klimmen). De mond van krokodillen is uitgerust met zeer gevoelige receptoren, waardoor ze de kracht van hun beet kunnen reguleren, waardoor ze hun prooi beter kunnen vasthouden of baby's voorzichtig kunnen dragen.
Menselijke tanden groeien helaas niet terug nadat de oude eruit vallen, maar ze hebben iets gemeen met krokodillen: glazuur.
Afbeelding #1: Caudale tand van een Alligator mississippiensis.
Emaille is de buitenste schil van de kroon van de tand. Het is het sterkste deel van het menselijk lichaam, evenals vele andere gewervelde dieren. Zoals we weten, veranderen onze tanden echter niet voor nieuwe, daarom moet ons glazuur dikker zijn. Maar bij krokodillen worden versleten tanden vervangen door nieuwe, dus dik glazuur is niet nodig. Klinkt heel logisch, maar is dat ook zo?
Wetenschappers zeggen dat het begrijpen van veranderingen in het glazuur binnen één taxon ons in staat zal stellen om in de toekomst beter te onthouden hoe de structuur van het glazuur verandert, afhankelijk van de biomechanica en het dieet van het dier.
Krokodillen, namelijk Alligator mississippiensiszijn om een aantal redenen uitstekend geschikt voor dit onderzoek. Ten eerste veranderen hun tanden, bijtkracht en glazuurstructuur afhankelijk van de leeftijd en grootte van het individu, wat ook te wijten is aan veranderingen in het dieet. Ten tweede hebben krokodillentanden verschillende morfologieën, afhankelijk van hun positie in de kaak.
Afbeelding nr. 2: a en b tonen het verschil in tanden tussen grote en kleine individuen, c-f toont de tanden van de fossiele voorouders van moderne krokodillen.
De rostrale tanden zijn dun en worden gebruikt voor het grijpen van prooien, terwijl de staarttanden stomp zijn en worden gebruikt voor verpletteren met hogere bijtkrachten. Met andere woorden: de belasting van een tand is afhankelijk van de positie in de kaak en van de grootte van de eigenaar van deze kaak.
Deze studie presenteert de resultaten van de analyse en metingen van de absolute glazuurdikte (AET) en op maat gestandaardiseerde (relatieve) glazuurdikte (RET) van krokodillentanden.
AET is een schatting van de gemiddelde afstand van de glazuur-dentineverbinding tot het buitenste glazuuroppervlak en is een lineaire meting. En RET is een dimensieloze waarde waarmee u de relatieve dikte van glazuur op verschillende schalen kunt vergelijken.
Wetenschappers hebben de AET en RET van de rostrale (aan de “neus” van de kaak), tussenliggende (in het midden van de rij) en caudale (aan de basis van de kaak) tanden beoordeeld bij zeven individuen van de soort Alligator mississippiensis.
Het is ook belangrijk op te merken dat de structuur van het glazuur kan afhangen van het dieet van het individu en de soort als geheel. Krokodillen hebben een zeer uitgebreid dieet (wat ze vangen is wat ze eten), maar het is anders dan dat van hun familieleden, die al lang zijn uitgestorven. Om dit vanuit een glazuurperspectief te testen, voerden wetenschappers een AET- en RET-analyse van de fossielen uit Protosuchidae (UCMP 97638), Ikharkutosuchus (MTM VER 2018.837) en Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae is een vertegenwoordiger van de Jura-periode, Ikharkutosuchus - Krijtperiode, en Allognathosuchus uit het Eoceen.
Voordat ze met de daadwerkelijke metingen begonnen, brainstormden de onderzoekers en stelden ze verschillende theoretische hypothesen voor:
- Hypothese 1a – Omdat AET een lineaire maatstaf is en afhankelijk zou moeten zijn van de grootte, wordt verwacht dat de variantie in AET het beste kan worden verklaard door de schedelomvang;
- Hypothese 1b – Omdat RET gestandaardiseerd is op basis van grootte, wordt verwacht dat de variantie in RET het beste verklaard kan worden door de tandpositie;
- Hypothese 2a – Omdat AET en schedellengte lineaire afmetingen zijn, zouden ze moeten schalen met een isometrische helling;
- Hypothese 2b - Omdat staarttanden de grootste bijtkrachten in de boog ondervinden, zal de RET hoger zijn bij staarttanden.
De onderstaande tabellen geven voorbeeldgegevens weer (schedels van krokodillen Alligator mississippiensis, afkomstig uit het Rockefeller Reserve in Grand Chenier, Louisiana, en fossielen).
Tabel nr. 1: scangegevens van krokodillentanden (rostraal, intermediair en caudaal).
Tabel nr. 2: tandheelkundige gegevens (LSkull - schedellengte, hCrown - kroonhoogte, VE - glazuurvolume, VD - dentinevolume, SAEDJ - glazuur-dentine grensvlakgebied, AET - absolute glazuurdikte, RET - relatieve glazuurdikte).
Onderzoeksresultaten
Volgens de tandheelkundige gegevens in Tabel 2 concludeerden wetenschappers dat de dikte van het glazuur isometrisch schaalt met de schedellengte, ongeacht de tandpositie.
Tabel nr. 3: AET- en RET-waarden afhankelijk van variabelen.
Afbeelding #3: AET/RET-schaalverdeling ten opzichte van de schedellengte.
Tegelijkertijd is de dikte van het glazuur op de staarttanden veel groter dan op de andere, maar dit hangt ook niet af van de lengte van de schedel.
Tabel nr. 4: gemiddelde waarden van de dikte van het glazuur bij hogere gewervelde dieren (Crocodyliform - extra-taxon-groep krokodillen, Dinosaurus - dinosauriërs, Artiodactyl - artiodactylen, Odontocete - onderorde van walvisachtigen, Perissodactyl - paardachtigen, Primaten - primaten, Knaagdieren - knaagdieren ).
Afbeelding #4: De dikte van het glazuur van de staarttanden is groter dan die van de andere tanden.
Gegevens met betrekking tot schaling (tabel nr. 3) bevestigden hypothese 1a, die de afhankelijkheid van de AET-waarde van de lengte van de schedel verklaart, en niet van de positie van de tand. Maar RET-waarden zijn daarentegen afhankelijk van de positie van de tand in de rij, en niet van de lengte van de schedel, wat hypothese 1b bevestigt.
Ook de overige hypothesen (2a en 2b) werden bevestigd, zoals blijkt uit de analyse van de gemiddelde dikte van het glazuur van tanden met verschillende posities in de rij.
Een vergelijking van de emaildikte van de moderne Mississippi-alligator en zijn oude voorouders liet veel overeenkomsten zien, maar er waren ook verschillen. Bij Allognathosuchus is de dikte van het glazuur dus ongeveer 33% groter dan bij moderne krokodillen (afbeelding hieronder).
Afbeelding #5: Vergelijking van de gemiddelde glazuurdikte bij alligator- en fossiele krokodilachtigen op basis van de hoogte van de tandkroon.
Door alle bovenstaande gegevens samen te vatten, kwamen wetenschappers tot de conclusie dat de dikte van het glazuur rechtstreeks afhangt van, om zo te zeggen, de rol van de tanden. Als deze tanden nodig zijn om te verpletteren, zal hun glazuur aanzienlijk dikker zijn. Eerder werd gevonden dat de druk (drukkracht) van staarttanden hoger is dan die van rostrale tanden. Dit komt precies door hun rol: prooien vasthouden en botten verpletteren. Dikker glazuur voorkomt dus schade aan tanden, die tijdens de voeding aan maximale stress worden blootgesteld. Er zijn aanwijzingen dat staarttanden bij krokodillen veel minder vaak breken, ondanks ernstige stress.
Bovendien bleek dat er tanden waren Allognathosuchus het glazuur is aanzienlijk dikker dan dat van andere onderzochte krokodilachtigen. Er wordt aangenomen dat deze fossiele soort zich het liefst met schildpadden voedde, en het verpletteren van hun schelpen vereist sterke tanden en dik glazuur.
Wetenschappers vergeleken ook de dikte van het glazuur van krokodillen en sommige dinosaurussen, het bijbehorende geschatte gewicht en de grootte. Uit deze analyse bleek dat krokodillen dikker glazuur hadden (diagram hieronder).
Afbeelding #6: Vergelijking van de emaildikte van krokodillen en dinosaurussen.
Het is merkwaardig dat het glazuur van de tyrannosaurid bijna dezelfde dikte had als dat van de veel kleinere Allognathosuchus en zelfs moderne krokodillen. Het is logisch dat de tandstructuur van krokodillen wordt verklaard door hun gewoonten op het gebied van jagen en dieet.
Ondanks hun gegevens is het glazuur van archosauriërs (krokodillen, dinosauriërs, pterosauriërs, enz.) echter dunner dan dat van zoogdieren.
Afbeelding #7: Vergelijking van de glazuurdikte (AET) van krokodillen en sommige zoogdiersoorten.
Hoe komt het dat het glazuur van jagers, die zo sterk op hun kaken vertrouwen, dunner is dan dat van zoogdieren? Het antwoord op deze vraag lag al in het begin: het vervangen van versleten tanden door nieuwe. Hoewel krokodillen sterke tanden hebben, hebben ze als het ware geen supersterke tanden nodig, omdat een nieuwe tand altijd een kapotte zal vervangen. Zoogdieren hebben dit talent (grotendeels) niet.
Afbeelding #8: Vergelijking van de glazuurdikte (RET) van krokodillen en sommige zoogdiersoorten.
Nauwkeuriger gezegd, de dikte van het glazuur bij archosauriërs varieert van 0.01 tot 0.314 mm, en bij zoogdieren van 0.08 tot 2.3 mm. Het verschil is, zoals ze zeggen, duidelijk.
Voor een meer gedetailleerd inzicht in de nuances van het onderzoek, raad ik aan om een kijkje te nemen
epiloog
Tanden, hoe vreemd het ook mag klinken, zijn een uiterst belangrijk hulpmiddel bij het verkrijgen van voedsel. Ja, de moderne mens kan altijd elk defect dat verband houdt met tanden corrigeren, maar onder de vertegenwoordigers van het wild zijn er geen tandartsen. Zelfs mensen wisten niet altijd wat een tandheelkundige behandeling was. Daarom kiezen sommige soorten voor sterke en duurzame tanden, terwijl anderen ze liever verwisselen, zoals handschoenen. Krokodillen en hun verre verwanten kunnen in beide groepen worden ingedeeld. Het glazuur op de tanden, dat nodig is om prooien effectief vast te houden en botten te verpletteren, is bij krokodillen behoorlijk dik, maar gezien de ernstige stress slijten hun tanden nog steeds en breken ze soms. In dergelijke gevallen neemt een nieuwe tand de plaats in van de oude tand.
Voor een persoon is een van de onderscheidende kenmerken de opponeerbare duim, die ons enorm heeft geholpen bij veel inspanningen, variërend van "pak een stok en neuk de vervelende buurman op de tak" en eindigend met "pak een pen en schrijf een sonnet". ” Voor krokodillen is zo'n hulpmiddel hun kaken, in het bijzonder hun tanden. Het is dit deel van het lichaam dat krokodillen tot zulke gevaarlijke en dodelijke jagers maakt die vermeden moeten worden.
Vrijdag off-top:
Een zeer interessante en esthetisch mooie korte cartoon waarin de krokodil niet echt een krokodil is.
De cartoon gaat over hoe je verdachte ‘boomstammen’ in het water niet kunt vertrouwen, vooral als je een gnoe bent.
Bedankt voor het lezen, blijf nieuwsgierig en een fijn weekend jongens! 🙂
Bedankt dat je bij ons bent gebleven. Vind je onze artikelen leuk? Wil je meer interessante inhoud zien? Steun ons door een bestelling te plaatsen of door vrienden aan te bevelen, 30% korting voor Habr-gebruikers op een unieke analoog van instapservers, die door ons voor u is uitgevonden: (beschikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 cores en tot 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 keer goedkoper? Alleen hier in Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - vanaf $99! Lees over
Bron: www.habr.com