Du går inn i en svakt opplyst korridor, hvor du møter nødlidende sjeler plaget av smerte og lidelse. Men de vil ikke få fred her, for bak hver av dørene venter dem enda mer pine og frykt, som fyller alle kroppens celler og fyller alle tanker. Du nærmer deg en av dørene, bak den kan du høre en helvetes knusing og surring som kjøler deg ned til beinet. Samler det gjenværende motet i en knyttneve, strekker du ut hånden, kald av gru, til dørhåndtaket, når plutselig noen berører skulderen din bakfra, og du, overrasket overrasket, snur deg. «Legen vil være fri om noen minutter. Sett deg ned nå, så ringer vi deg», forteller sykepleierens milde stemme. Tilsynelatende er det akkurat slik noen forestiller seg å gå til tannlegen og har en ekstremt negativ holdning til disse "sadistene" i hvite frakker. Men i dag skal vi ikke snakke om dentofobi, vi vil snakke om krokodiller. Ja, ja, det handler om dem, eller mer presist om tennene deres, som ikke trenger tannbehandling.
Forskere fra University of Missouri (USA) utførte en studie av tennene til krokodiller, som viste interessante trekk ved emaljen til disse upåklagelige jegerne, og stolte nøyaktig på kjevene deres. Hva har forskere funnet ut, hvordan skiller tennene til moderne krokodiller seg fra deres forhistoriske slektninger, og hva er fordelen med denne forskningen? Vi lærer om dette fra rapporten fra forskergruppen.
Grunnlaget for studien
For de fleste virveldyr er tenner en integrert egenskap ved å skaffe og spise mat (maurslugere teller ikke). Noen rovdyr er avhengige av fart når de jakter (geparder), noen på laget (løver), og for noen spiller styrken til bittet en stor rolle. Dette gjelder også krokodiller, som sniker seg inn på ofrene sine i vannet og griper dem med sine kraftige kjever. For å hindre at offeret rømmer, må grepet være kraftig, og dette gir store belastninger på beinstrukturen. For å nøytralisere den negative effekten av deres kraftige bitt, har krokodiller en sekundær benete gane, som er fast forbundet med hodeskallen.
En visuell demonstrasjon av lukking og åpning av en krokodilles kjeve.
En av hovedtrekkene til krokodilletenner er at de stadig skiftes ut med nye når de gamle slites ut. Faktum er at tennene til krokodiller ligner en hekkende dukke, i hvilken nye tenner utvikles. Omtrent en gang hvert 2. år erstattes hver av tennene i kjeven med nye.
Legg merke til hvor tett denne "tannfellen" lukkes.
Krokodillers tenner er delt inn i flere kategorier basert på form og tilsvarende funksjonalitet. I begynnelsen av kjeven er det 4 store hoggtenner, som trengs for effektiv fangst av byttedyr. I midten er det tykkere tenner, som øker langs kjeven. Denne delen er nødvendig for å kutte byttedyr. Ved basen utvider tennene seg og blir flatere, noe som gjør at krokodiller kan bite gjennom bløtdyrskjell og skilpaddeskall som frø.
Hvor sterk er en krokodilles kjeve? Dette avhenger naturligvis av størrelse og type. For eksempel ble det i 2003 funnet at en Mississippi-alligator på 272 kilo biter med en kraft på ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Men den 1308 kilo tunge saltvannskrokodillen demonstrerte en fantastisk ～34500 N. Forresten, den absolutte bittkraften hos mennesker er omtrent 1498 N.
Styrken på bittet avhenger ikke så mye av tennene, men av kjevemusklene. Hos krokodiller er disse musklene veldig tette, og det er mange av dem. Det er imidlertid en sterk forskjell mellom de svært utviklede musklene som er ansvarlige for å lukke munnen (som gir en slik bitekraft) og de svake musklene som er ansvarlige for å åpne munnen. Dette forklarer hvorfor en krokodilles lukkede munn kan holdes på plass med enkel tape.
Kom igjen, vis meg hvem som kalte deg en liten drittunge.
Men krokodiller trenger en kjeve ikke bare for nådeløse drap for mat, men også for å ta vare på deres avkom. Kvinnelige krokodiller bærer ofte ungene sine i kjevene (det er vanskelig å finne et tryggere sted for dem, for hvem vil gjerne klatre dit). Munnen til krokodiller er utstyrt med svært følsomme reseptorer, takket være hvilke de kan regulere kraften til bittet, noe som gjør at de bedre kan holde byttedyr eller forsiktig bære babyer.
Menneskelige tenner vokser dessverre ikke tilbake etter at de gamle faller ut, men de har noe til felles med krokodiller - emalje.
Bilde #1: Caudal tann av en Alligator mississippiensis.
Emalje er det ytre skallet på tannkronen. Det er den sterkeste delen av menneskekroppen, så vel som mange andre virveldyr. Men som vi vet, endres ikke tennene våre for nye, derfor må emaljen vår være tykkere. Men hos krokodiller erstattes utslitte tenner med nye, så det er ikke behov for tykk emalje. Høres ganske logisk ut, men er det virkelig slik?
Forskere sier at forståelse av endringer i emalje innenfor ett takson vil tillate oss å bedre huske i fremtiden hvordan strukturen til emalje endres avhengig av biomekanikken og kostholdet til dyret.
Krokodiller, nemlig Alligator mississippiensis, passer utmerket for denne studien av flere grunner. For det første endres tennene, bittkraften og emaljestrukturen deres avhengig av individets alder og størrelse, noe som også skyldes endringer i kostholdet. For det andre har krokodilletenner forskjellig morfologi avhengig av deres plassering i kjeven.
Bilde nr. 2: a og b viser forskjellen i tenner mellom store og små individer, c-f viser tennene til de fossile forfedrene til moderne krokodiller.
Rostraletennene er tynne og brukes til å gripe byttedyr, mens kaudaltennene er butte og brukes til å knuse med høyere bittkrefter. Med andre ord avhenger belastningen på en tann av dens plassering i kjeven og størrelsen på eieren av denne kjeven.
Denne studien presenterer resultatene av analysen og målingene av absolutt emaljetykkelse (AET) og størrelsesstandardisert (relativ) emaljetykkelse (RET) av krokodilletenner.
AET er et estimat av gjennomsnittlig avstand fra emalje-dentin-krysset til den ytre emaljeoverflaten og er en lineær måling. Og RET er en dimensjonsløs verdi som lar deg sammenligne den relative tykkelsen på emalje i forskjellige skalaer.
Forskere vurderte AET og RET til rostral (ved "nesen" av kjeven), mellomliggende (i midten av raden) og caudal (ved kjevens base) tennene hos syv individer av arten Alligator mississippiensis.
Det er også viktig å merke seg at strukturen til emaljen kan avhenge av dietten til individet og arten som helhet. Krokodiller har et veldig omfattende kosthold (det de fanger er det de spiser), men det er forskjellig fra slektningene deres, som for lengst er utryddet. For å teste dette fra et emaljeperspektiv, utførte forskere en AET- og RET-analyse av fossilene Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) og Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae er en representant for juraperioden, Iharkutosuchus - krittperioden, og Allognathosuchus fra eocen.
Før de startet faktiske målinger, brainstormet forskerne og foreslo flere teoretiske hypoteser:
- Hypotese 1a—Fordi AET er et lineært mål og bør avhenge av størrelse, forventes varians i AET å være best forklart av skallestørrelsen;
- Hypotese 1b—Fordi RET er standardisert etter størrelse, forventes varians i RET å være best forklart av tannposisjon;
- Hypotese 2a—Fordi AET og hodeskallelengde er lineære mål for størrelse, bør de skaleres med en isometrisk helning;
- Hypotese 2b - Fordi kaudale tenner opplever de største bittkreftene i buen, vil derfor RET være høyere i kaudale tenner.
Tabellene nedenfor viser eksempeldata (hodeskaller av krokodiller Alligator mississippiensis, hentet fra Rockefeller-reservatet i Grand Chenier, Louisiana, og fossiler).
Tabell nr. 1: krokodilletenner skanningsdata (rostralt, mellomliggende og kaudalt).
Tabell nr. 2: tanndata (LSkull - hodeskallelengde, hKrone - kronehøyde, VE - emaljevolum, VD - dentinvolum, SAEDJ - emalje-dentingrensesnittområde, AET - absolutt emaljetykkelse, RET - relativ emaljetykkelse).
Forskningsresultater
I følge tanndataene presentert i tabell 2, konkluderte forskerne at emaljetykkelsen skalerer isometrisk med skallelengden, uavhengig av tannposisjon.
Tabell nr. 3: AET- og RET-verdier avhengig av variabler.
Bilde #3: AET/RET-skalering i forhold til hodeskallelengden.
Samtidig er tykkelsen på emaljen på kaudaltennene mye større enn på de andre, men dette avhenger heller ikke av lengden på skallen.
Tabell nr. 4: gjennomsnittsverdier av emaljetykkelse hos høyere virveldyr (krokodyliforme - ekstra-taksongruppe av krokodiller, dinosaurer - dinosaurer, artiodactyl - artiodactyls, Odontocete - underordnet av hvaler, Perissodactyl - oddetåede hovdyr, primater, primater, primater, Gnagere - gnagere).
Bilde #4: Tykkelsen på emaljen på kaudaltennene er større enn på de andre tennene.
Data vedrørende skalering (Tabell nr. 3) bekreftet hypotese 1a, som forklarer avhengigheten av AET-verdien av hodeskallens lengde, og ikke av tannposisjonen. Men RET-verdier er tvert imot avhengig av tannens posisjon i rekken, og ikke av lengden på skallen, noe som bekrefter hypotese 1b.
De resterende hypotesene (2a og 2b) ble også bekreftet, som følger av analysen av gjennomsnittlig tykkelse på emaljen til tenner med forskjellige posisjoner i rekken.
En sammenligning av emaljetykkelsen til den moderne Mississippi-alligatoren og dens gamle forfedre viste mange likheter, men det var også forskjeller. Således, i Allognathosuchus er tykkelsen på emaljen omtrent 33% større enn i moderne krokodiller (bilde nedenfor).
Bilde #5: Sammenligning av gjennomsnittlig emaljetykkelse i alligator og fossil krokodylianer basert på tannkronehøyde.
Ved å oppsummere alle de ovennevnte dataene kom forskerne til den konklusjon at tykkelsen på emaljen direkte avhenger av, så å si, rollen til tennene. Hvis disse tennene er nødvendige for å knuse, vil emaljen deres være betydelig tykkere. Det ble tidligere funnet at trykket (kompresjonskraften) til kaudale tenner er høyere enn rostraltennene. Dette skyldes nettopp deres rolle - å holde byttedyr og knuse bein. Dermed forhindrer tykkere emalje skade på tenner, som utsettes for maksimal belastning under ernæring. Faktisk tyder bevis på at kaudale tenner hos krokodiller knekker mye sjeldnere, til tross for alvorlig stress.
I tillegg ble det funnet at tenner Allognathosuchus emaljen er betydelig tykkere enn hos andre krokodylianere som er studert. Det antas at denne fossile arten foretrakk å livnære seg på skilpadder, og å knuse skjellene deres krever sterke tenner og tykk emalje.
Forskere sammenlignet også tykkelsen på emaljen til krokodiller og noen dinosaurer, tilsvarende estimert vekt og størrelse. Denne analysen viste at krokodylianer hadde tykkere emalje (diagram nedenfor).
Bilde #6: Sammenligning av emaljetykkelsen til krokodiller og dinosaurer.
Det er merkelig at emaljen til tyrannosauriden hadde nesten samme tykkelse som den til de mye mindre Allognathosuchus og til og med moderne krokodiller. Det er logisk at tannstrukturen til krokodiller forklares av deres vaner når det gjelder jakt og kosthold.
Til tross for deres registreringer, er emaljen til arkosaurer (krokodiller, dinosaurer, pterosaurer, etc.) tynnere enn pattedyrene.
Bilde #7: Sammenligning av emaljetykkelse (AET) for krokodiller og enkelte pattedyrarter.
Hvorfor er det slik at emaljen til jegere, som stoler så sterkt på kjevene sine, er tynnere enn pattedyrenes? Svaret på dette spørsmålet var allerede i begynnelsen - å erstatte slitte tenner med nye. Selv om krokodiller har sterke tenner, trenger de ikke så å si supersterke tenner, på grunn av at en ny tann alltid vil erstatte en ødelagt. Pattedyr (for det meste) har ikke dette talentet.
Bilde #8: Sammenligning av emaljetykkelse (RET) til krokodiller og enkelte pattedyrarter.
Mer presist varierer tykkelsen på emalje hos arkosaurer fra 0.01 til 0.314 mm, og hos pattedyr fra 0.08 til 2.3 mm. Forskjellen, som de sier, er åpenbar.
For en mer detaljert titt på nyansene i studien anbefaler jeg å ta en titt på
Epilog
Tenner, uansett hvor rart det kan høres ut, er et ekstremt viktig verktøy for å skaffe mat. Ja, det moderne mennesket kan alltid rette opp enhver defekt forbundet med tenner, men blant representantene for naturen er det ingen tannleger. Selv folk visste ikke alltid hva tannbehandling var. Derfor velger noen arter sterke og holdbare tenner, mens andre foretrekker å bytte dem, som hansker. Krokodiller og deres fjerne slektninger kan klassifiseres i begge grupper. Emaljen på tennene, som er nødvendig for effektivt å holde byttedyr og knuse bein, er ganske tykk hos krokodiller, men gitt den alvorlige belastningen, slites tennene fortsatt ut og noen ganger knekkes. I slike tilfeller tar en ny tann plassen til den gamle tannen.
For en person er en av kjennetegnene den motsatte tommelen, som har hjulpet oss i mange anstrengelser, alt fra "ta en pinne og knulle den irriterende naboen på grenen" og slutte med "ta en penn og skriv en sonett. ” For krokodiller er et slikt verktøy kjevene deres, spesielt tennene. Det er denne delen av kroppen som gjør krokodiller til så farlige og dødelige jegere som bør unngås.
Fredag off-top:
En veldig interessant og estetisk vakker kort tegneserie der krokodillen ikke er helt en krokodille.
En tegneserie om hvordan du ikke kan stole på mistenkelige «tømmerstokker» i vannet, spesielt hvis du er en gnu.
Takk for at du leser, vær nysgjerrig og ha en flott helg folkens! 🙂
Takk for at du bor hos oss. Liker du artiklene våre? Vil du se mer interessant innhold? Støtt oss ved å legge inn en bestilling eller anbefale til venner, 30 % rabatt for Habr-brukere på en unik analog av inngangsnivåservere, som ble oppfunnet av oss for deg: (tilgjengelig med RAID1 og RAID10, opptil 24 kjerner og opptil 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 ganger billigere? Bare her i Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Lese om
Kilde: www.habr.com