Você entra em um corredor com luz suave, onde encontra almas desamparadas, atormentadas pela dor e pelo sofrimento. Mas aqui não terão descanso, pois atrás de cada porta os aguardam ainda mais torturas e medos, preenchendo cada célula do corpo e dominando todos os pensamentos. Você se aproxima de uma das portas, de onde soa um rangido e zumbido infernais, que penetram até os ossos. Reunindo os restos de coragem, você estende a mão gelada de terror para a maçaneta, quando de repente alguém toca seu ombro por trás, fazendo você se sobressaltar. "O doutor estará livre em alguns minutos. Sente-se por enquanto, vamos chamá-lo", diz uma voz suave da enfermeira. Essa é a forma como algumas pessoas imaginam a visita ao dentista, que têm uma opinião extremamente negativa sobre esses "sadistas" de jaleco branco. Mas hoje não falaremos sobre dentofobia, falaremos sobre crocodilos. Sim, exatamente sobre eles, mais especificamente sobre seus dentes, que não precisam de tratamento odontológico.
Cientistas da Universidade do Missouri (EUA) realizaram um estudo sobre os dentes dos crocodilos, que revelou características interessantes do esmalte desses sobrenaturais caçadores, que dependem exatamente de suas mandíbulas. O que descobriram os cientistas, como os dentes dos crocodilos modernos diferem dos de seus ancestrais pré-históricos e qual a utilidade dessa pesquisa? Descobriremos no relatório do grupo de pesquisa.
Base da pesquisa
Para a maioria dos vertebrados, os dentes são um atributo essencial para a obtenção e consumo de alimentos (considerando os tamanduás fora dessa conta). Alguns predadores dependem da velocidade durante a caça (chitas), outros do coletivo (leões), e para alguns, a força da mordida desempenha um papel crucial. Isso se aplica também aos crocodilos, que se aproximam de suas presas na água e as agarram com suas poderosas mandíbulas. Para que a presa não consiga escapar, a captura deve ser forte, o que resulta em grandes cargas na estrutura óssea. Para minimizar o efeito negativo de suas mordidas poderosas, os crocodilos têm um palato ósseo secundário, que está rigidamente conectado ao crânio.
Demonstração visual do fechamento e abertura da mandíbula de um crocodilo.
Uma das principais características dos dentes de crocodilo é a sua constante substituição por novos à medida que os antigos se desgastam. O fato é que os dentes dos crocodilos lembram uma matrioska, dentro da qual novos dentes se desenvolvem. Aproximadamente a cada 2 anos, cada um dos dentes da mandíbula é trocado por novos.
Note como esta "armadilha dental" se fecha firmemente.
Os dentes dos crocodilos são divididos em várias categorias com base em sua forma e funcionalidade correspondente. No início da mandíbula, há 4 grandes presas, que são necessárias para a captura eficaz da presa. No meio, encontram-se dentes mais grossos, que aumentam ao longo da mandíbula. Esta parte é necessária para cortar a presa. Na base, os dentes se alargam e se tornam mais planos, permitindo que os crocodilos quebrem as conchas de moluscos e carapaças de tartarugas como se fossem sementes.
Quão forte é a mandíbula de um crocodilo? Naturalmente, isso depende de seu tamanho e espécie. Por exemplo, em 2003, foi descoberto que um aligátor do Mississippi pesando 272 kg tem uma força de mordida de cerca de 9500 N (N — Newton, 1 N = 1 kg·m/s²). Por outro lado, um crocodilo de água salgada pesando 1308 kg demonstrou impressionantes 34500 N. A propósito, a força de mordida absoluta de um ser humano é de aproximadamente 1498 N.
A força da mordida depende não tanto dos dentes, mas sim dos músculos da mandíbula. Nos crocodilos, esses músculos são muito densos e numerosos. No entanto, existe uma grande diferença entre os músculos muito desenvolvidos que são responsáveis pelo fechamento da boca (o que proporciona essa força de mordida) e os músculos fracos que são responsáveis por abri-la. Isso explica por que a boca de um crocodilo pode ser mantida fechada com fita adesiva simples.
Mostre quem te chamou de pequeno.
Mas a mandíbula dos crocodilos não é necessária apenas para assassinatos implacáveis em busca de alimento, mas também para cuidar de sua prole. As fêmeas de crocodilo frequentemente transportam seus filhotes em suas mandíbulas (é difícil encontrar um lugar mais seguro para eles, pois quem se arriscaria a se aproximar dali). A boca dos crocodilos é equipada com receptores muito sensíveis, que lhes permitem regular a força da mordida, permitindo que eles mantenham melhor a presa ou transportem delicadamente os filhotes.
Os dentes humanos, infelizmente, não crescem novamente após a perda dos antigos, mas há algo em comum com os crocodilos — o esmalte.
Imagem nº 1: dente caudal do jacaré do Mississippi (Alligator mississippiensis).
O esmalte é a camada externa da parte coronária do dente. É a parte mais resistente do corpo humano, assim como de muitos outros vertebrados. No entanto, como sabemos, nossos dentes não são substituídos por novos, portanto, nosso esmalte deve ser mais espesso. Já no caso dos crocodilos, dentes desgastados são trocados por novos, por isso, não há necessidade de um esmalte tão espesso. Parece bastante lógico, mas será que é assim que realmente funciona?
Os cientistas afirmam que compreender as mudanças no esmalte dentro de um táxon permitirá, no futuro, entender melhor como a estrutura do esmalte muda em função da biomecânica e da dieta do animal.
Os crocodilos, especificamente Alligator mississippiensis, são ideais para este estudo por várias razões. Primeiro, seus dentes, a força da mordida e a estrutura do esmalte mudam de acordo com a idade e o tamanho do indivíduo, o que também está relacionado à mudança na dieta. Em segundo lugar, os dentes dos crocodilos apresentam morfologias diferentes dependendo de sua posição na mandíbula.
Imagem nº 2: a e b mostram a diferença entre os dentes de indivíduos grandes e pequenos, e c e d mostram os dentes dos ancestrais fósseis dos crocodilos modernos.
Os dentes rostrais são finos e usados para capturar presas, enquanto os dentes caudais são cegos e usados para triturar com forças de mordida mais altas. Em outras palavras, a carga no dente depende de sua posição na mandíbula e das dimensões do proprietário dessa mandíbula.
Este estudo apresenta os resultados da análise e medições da espessura absoluta do esmalte (AET) e da espessura relativa padronizada por tamanho (RET) dos dentes do crocodilo.
AET representa uma estimativa da distância média da junção esmalte-dentinóide até a superfície externa do esmalte e é uma medida linear. Já a RET é uma grandeza adimensional que permite comparar a espessura relativa do esmalte em diferentes escalas.
Os cientistas realizaram uma avaliação da AET e RET dos dentes rostrais (na "nariz" da mandíbula), intermediários (no meio da fileira) e caudais (na base da mandíbula) de sete indivíduos da espécie. Alligator mississippiensis.
É importante notar que a estrutura do esmalte pode depender da dieta do indivíduo e da espécie como um todo. Os crocodilos têm uma dieta bastante ampla (o que é capturado se torna o almoço), mas ela difere daquela dos seus parentes que já se extinguiram. Para verificar isso sob a perspectiva do esmalte, os cientistas realizaram uma análise do AET e RET de fósseis. Protosuchidae （UCMP 97638）, Iharkutosuchus （MTM VER 2018.837） e Allognathosuchus （YPM-PU 16989）. Protosuchidae é um representante do período Jurássico, Iharkutosuchus — do período Cretáceo, e Allognathosuchus do Eoceno.
Antes de iniciar as medições propriamente ditas, os pesquisadores realizaram uma sessão de brainstorming e propuseram várias hipóteses teóricas:
- hipótese 1a — já que o AET é uma medida linear e deve depender do tamanho, supõe-se que a dispersão no AET será melhor explicada pelo tamanho do crânio;
- hipótese 1b — já que o RET é padronizado pelo tamanho, supõe-se que a dispersão no RET será melhor explicada pela posição do dente;
- hipótese 2a — já que o AET e o comprimento do crânio são medidas lineares de tamanho, eles devem escalar com inclinação isométrica;
- hipótese 2b — já que os dentes caudais enfrentam as maiores forças de mordida na fileira de dentes, portanto o RET será maior para os dentes caudais.
As tabelas abaixo apresentam os dados das amostras (crânios de crocodilos da espécie Alligator mississippiensis, coletados da Reserva Rockefeller em Grand Chenier, Louisiana, e fósseis).
Tabela nº 1: dados de escaneamento dos dentes dos crocodilos (rostrais, intermediários e caudais).
Tabela nº 2: dados dos dentes (LSkull — comprimento do crânio, hCrown — altura da coroa, VE — volume do esmalte, VD — volume da dentina, SAEDJ — área da interface esmalte-dentina, AET — espessura absoluta do esmalte, RET — espessura relativa do esmalte).
Resultados da Pesquisa
De acordo com os dados dentais apresentados na tabela nº 2, os cientistas concluíram que a espessura do esmalte se escala isometricamente com o comprimento do crânio, independentemente da posição do dente.
Tabela nº 3: valores de AET e RET em função das variáveis.
Imagem nº 3: escalonamento de AET/RET em relação ao comprimento do crânio.
Ao mesmo tempo, a espessura do esmalte nos dentes caudais é significativamente maior do que nos outros, mas isso também não depende do comprimento do crânio.
Tabela nº 4: valores médios da espessura do esmalte em vertebrados superiores (Crocodyliformes — grupo não taxonômico de crocodilos, Dinossauro — dinossauros, Artiodátilo — artiodáctilos, Odontocete — subordem de cetáceos, Perissodáctilo — perissodáctilos, Primata — primatas, Roedor — roedores).
Imagem nº 4: a espessura do esmalte dos dentes caudais é maior do que a dos outros.
Os dados sobre escalonamento (tab. nº 3) confirmaram a hipótese 1a, que explica a dependência do valor AET em relação ao comprimento do crânio, e não à posição do dente. Já os valores RET, ao contrário, dependem da posição do dente na fila, e não do comprimento do crânio, o que confirma a hipótese 1b.
As outras hipóteses (2a e 2b) também foram confirmadas, como se pode observar nos dados da análise da espessura média do esmalte dos dentes com diferentes posições na fila.
A comparação da espessura do esmalte do atual aligátor do Mississipi e seus ancestrais antigos mostrou muitas semelhanças, mas também diferenças. Portanto, em Allognathosuchus, a espessura do esmalte é cerca de 33% maior do que a dos crocodilos modernos (imagem abaixo).
Imagem nº 5: comparação da espessura média do esmalte entre o aligátor e crocodilianos fósseis, em altura da coroa dentária.
Resumindo todos os dados acima, os cientistas concluíram que a espessura do esmalte depende diretamente, por assim dizer, da função dos dentes. Se esses dentes são necessários para esmagar, o esmalte será significativamente mais grosso. Anteriormente, foi estabelecido que a pressão (força de compressão) dos dentes caudais é maior do que a dos rostais. Isso está relacionado exatamente à sua função — manter a presa e triturar ossos. Assim, um esmalte mais espesso previne danos aos dentes que estão sob a máxima carga durante a alimentação. E de fato, os dados indicam que os dentes caudais dos crocodilos quebram muito menos frequentemente, apesar das cargas severas.
Além disso, foi descoberto que em dentes Allognathosuchus o esmalte é significativamente mais grosso do que nos outros crocodilianos pesquisados. Acredita-se que esta espécie fóssil preferia se alimentar de tartarugas, e para triturar suas carapaças são necessários dentes fortes e esmalte espesso.
Os cientistas também realizaram uma comparação da espessura do esmalte entre crocodilianos e alguns dinossauros, de peso e tamanho presumivelmente correspondentes. Esta análise mostrou que os crocodilianos tinham esmalte mais espesso (gráfico abaixo).
Imagem nº 6: comparação da espessura do esmalte de crocodilos e dinossauros.
Curiosamente, o esmalte do tiranossaurídeo era praticamente da mesma espessura que o de Allognathosuchus, significativamente menor, e até mesmo de crocodilos modernos. É lógico que a estrutura do dente dos crocodilos se explica por seus hábitos de caça e dieta.
No entanto, apesar de seus recordes, o esmalte dos arcosauros (cocodrilos, dinossauros, pterossauros etc.) é mais fino do que o dos mamíferos.
Imagem nº 7: comparação da espessura do esmalte (AET) de crocodilos e algumas espécies de mamíferos.
Por que, então, o esmalte dos predadores que dependem tanto de suas mandíbulas é mais fino do que o dos mamíferos? A resposta para isso está no começo - a substituição dos dentes desgastados por novos. Embora os dentes dos crocodilos sejam robustos, eles não precisam ser, por assim dizer, super resistentes, uma vez que um novo dente sempre substituirá o quebrado. Os mamíferos (em sua maioria) não têm esse talento.
Imagem nº 8: comparação da espessura do esmalte (RET) de crocodilos e algumas espécies de mamíferos.
Mais especificamente, a espessura do esmalte dos arcosauros varia de 0,01 a 0,314 mm, enquanto a dos mamíferos varia de 0,08 a 2,3 mm. A diferença, como se diz, é evidente.
Para uma compreensão mais detalhada das nuances da pesquisa, recomendo visitar
Epílogo
Os dentes, por mais estranho que possa parecer, são uma ferramenta extremamente importante para a captura de alimento. Sim, o ser humano moderno sempre pode corrigir qualquer defeito relacionado aos dentes, mas na natureza selvagem não existem dentistas. Mesmo o ser humano nem sempre soube o que era tratamento dentário. Por isso, algumas espécies optam por dentes fortes e duráveis, enquanto outras preferem trocá-los como se fossem luvas. Os crocodilos e seus parentes distantes podem ser classificados em ambos os grupos. O esmalte nos dentes, que são necessários para segurar efetivamente a presa e triturar ossos, é bastante espesso nos crocodilos, mas, considerando a carga pesada, seus dentes ainda se desgastam e às vezes quebram. Assim, um novo dente cresce no lugar do antigo.
Para o ser humano, uma das características distintivas é o polegar opositor, que nos ajudou muito em diversas empreitadas, desde "pegar um pedaço de madeira e bater no vizinho chato" até "pegar uma pena e escrever um soneto". Para os crocodilos, essa ferramenta são suas mandíbulas, em especial os dentes. É exatamente esta parte do corpo que faz dos crocodilos caçadores tão perigosos e mortais, que devem ser evitados.
Off-topic de sexta-feira:
Um curta-metragem muito curioso e esteticamente bonito, onde o crocodilo não é exatamente um crocodilo.
Um desenho sobre como não se deve confiar em "troncos" suspeitos na água, especialmente se você é uma antílope gnu.
Obrigado pela atenção, continuem curiosos e tenham um excelente fim de semana, pessoal! 🙂
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Fonte: habr.com
