Intri într-un coridor slab luminat, unde întâlnești suflete sărace chinuite de durere și suferință. Dar nu vor avea pace aici, pentru că în spatele fiecăreia dintre uși îi așteaptă și mai mult chin și frică, umplând toate celulele corpului și umplând toate gândurile. Te apropii de una dintre uși, în spatele căreia se aude un măcinat infernal și un bâzâit care te îngheață până în oase. Adunându-ți curajul rămas într-un pumn, întinzi mâna, rece de groază, spre mânerul ușii, când deodată cineva te atinge umărul din spate, iar tu, surprins de surprindere, te întorci. „Doctorul va fi liber în câteva minute. Așează-te acum, te sunăm”, îți spune vocea blândă a asistentei. Aparent, exact așa își imaginează unii oameni să meargă la dentist și au o atitudine extrem de negativă față de acești „sadiști” în haine albe. Dar astăzi nu vom vorbi despre dentofobie, vom vorbi despre crocodili. Da, da, este vorba despre ei, sau mai exact despre dinții lor, care nu au nevoie de tratament stomatologic.
Oamenii de știință de la Universitatea din Missouri (SUA) au efectuat un studiu al dinților crocodililor, care a arătat caracteristici interesante ale smalțului acestor vânători impecabili, bazându-se tocmai pe fălcile lor. Ce au descoperit oamenii de știință, cum diferă dinții crocodililor moderni de rudele lor preistorice și care este beneficiul acestei cercetări? Aflăm despre acest lucru din raportul grupului de cercetare.
Baza cercetării
Pentru majoritatea vertebratelor, dinții sunt un atribut integral al obținerii și consumului de alimente (furnicii nu contează). Unii prădători se bazează pe viteză atunci când vânează (gheparzi), alții pe echipă (lei), iar pentru unii, puterea mușcăturii lor joacă un rol enorm. Acest lucru se aplică și crocodililor, care se furișează asupra victimelor lor în apă și le apucă cu fălcile lor puternice. Pentru a preveni scăparea victimei, prinderea trebuie să fie puternică, iar acest lucru are ca rezultat sarcini mari asupra structurii osoase. Pentru a neutraliza efectul negativ al mușcăturilor lor puternice, crocodilii au un palat osos secundar, care este legat fix de craniu.
O demonstrație vizuală a închiderii și deschiderii maxilarului unui crocodil.
Una dintre principalele caracteristici ale dinților de crocodil este înlocuirea lor constantă cu alții noi atunci când cei vechi se uzează. Faptul este că dinții crocodililor seamănă cu o păpușă de cuib, în interiorul căreia se dezvoltă noi dinți. Aproximativ o dată la 2 ani, fiecare dintre dinții maxilarului este înlocuit cu alții noi.
Observați cât de strâns se închide această „capcană dentară”.
Dinții crocodililor sunt împărțiți în mai multe categorii în funcție de formă și funcționalitatea corespunzătoare. La începutul maxilarului există 4 colți mari, care sunt necesari pentru capturarea eficientă a prăzii. În mijloc sunt dinți mai groși, care cresc de-a lungul maxilarului. Această parte este necesară pentru tăierea prăzii. La bază, dinții se lărgesc și devin mai plati, ceea ce le permite crocodililor să muște prin coji de moluște și cochilii de țestoasă ca semințele.
Cât de puternică este falca unui crocodil? Desigur, acest lucru depinde de dimensiunea și tipul acestuia. De exemplu, în 2003 s-a constatat că un aligator Mississippi de 272 de kilograme mușcă cu o forță de ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Dar crocodilul de apă sărată de 1308 kg a demonstrat o uluitoare ～34500 N. Apropo, forța absolută a mușcăturii la oameni este de aproximativ 1498 N.
Puterea mușcăturii depinde nu atât de dinți, cât de mușchii maxilarului. La crocodili acești mușchi sunt foarte denși și sunt mulți dintre ei. Cu toate acestea, există o diferență puternică între mușchii foarte dezvoltați responsabili cu închiderea gurii (care dă o astfel de forță de mușcătură) și mușchii slabi responsabili cu deschiderea gurii. Acest lucru explică de ce gura închisă a unui crocodil poate fi ținută în loc cu bandă simplă.
Haide, arată-mi cine ți-a zis micul.
Dar crocodilii au nevoie de o falcă nu numai pentru uciderea fără milă pentru mâncare, ci și pentru îngrijirea urmașilor lor. Femelele crocodili își poartă adesea puii în fălci (este greu să găsești un loc mai sigur pentru ei, pentru că cine ar vrea să se cațere acolo). Gura crocodililor este echipată cu receptori foarte sensibili, datorită cărora pot regla forța mușcăturii lor, ceea ce le permite să țină mai bine prada sau să poarte cu grijă bebelușii.
Dinții umani, din păcate, nu cresc din nou după ce cad cei vechi, dar au ceva în comun cu crocodilii - smalțul.
Imaginea #1: Dintele caudal al unui Aligator mississippiensis.
Smalțul este învelișul exterior al coroanei dintelui. Este cea mai puternică parte a corpului uman, precum și multe alte vertebrate. Cu toate acestea, după cum știm, dinții noștri nu se schimbă cu alții noi, prin urmare smalțul nostru trebuie să fie mai gros. Dar la crocodili, dinții uzați sunt înlocuiți cu alții noi, astfel încât nu este nevoie de smalț gros. Sună destul de logic, dar este chiar așa?
Oamenii de știință spun că înțelegerea modificărilor smalțului în cadrul unui taxon ne va permite să ne amintim mai bine în viitor cum se schimbă structura smalțului în funcție de biomecanica și dieta animalului.
Crocodili și anume Alligator mississippiensis, se potrivesc excelent pentru acest studiu din mai multe motive. În primul rând, dinții lor, forța de mușcătură și structura smalțului se modifică în funcție de vârsta și mărimea individului, ceea ce se datorează și modificărilor în alimentație. În al doilea rând, dinții de crocodil au morfologii diferite în funcție de poziția lor în maxilar.
Imaginea nr. 2: a și b arată diferența de dinți dintre indivizii mari și cei mici, c-f arată dinții strămoșilor fosili ai crocodililor moderni.
Dinții rostrali sunt subțiri și sunt folosiți pentru a prinde prada, în timp ce dinții caudali sunt tociți și sunt folosiți pentru zdrobire cu forțe mai mari de mușcătură. Cu alte cuvinte, sarcina asupra unui dinte depinde de poziția sa în maxilar și de dimensiunea proprietarului acestui maxilar.
Acest studiu prezintă rezultatele analizei și măsurătorilor grosimii absolute a smalțului (AET) și a grosimii smalțului (relativă) standardizată în funcție de dimensiune (RET) a dinților de crocodil.
AET este o estimare a distanței medii de la joncțiunea smalț-dentină la suprafața exterioară a smalțului și este o măsurare liniară. Și RET este o valoare adimensională care vă permite să comparați grosimea relativă a smalțului la diferite scale.
Oamenii de știință au evaluat AET și RET ale dinților rostrali (la „nasul” maxilarului), intermediari (în mijlocul rândului) și caudali (la baza maxilarului) la șapte indivizi din specie. Alligator mississippiensis.
De asemenea, este important de menționat că structura smalțului poate depinde de dieta individului și a speciei în ansamblu. Crocodilii au o alimentație foarte extinsă (ceea ce prind este ceea ce mănâncă), dar este diferită de cea a rudelor lor, care au dispărut de mult. Pentru a testa acest lucru din perspectiva smalțului, oamenii de știință au efectuat o analiză AET și RET a fosilelor. Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) și Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae este un reprezentant al perioadei jurasice, Iharkutosuchus - Perioada cretacică și Allognathosuchus din Eocen.
Înainte de a începe măsurătorile efective, cercetătorii au făcut un brainstorming și au propus mai multe ipoteze teoretice:
- Ipoteza 1a — Deoarece AET este o măsură liniară și ar trebui să depindă de mărime, se așteaptă ca varianța AET să fie cel mai bine explicată prin dimensiunea craniului;
- Ipoteza 1b - Deoarece RET este standardizată în funcție de dimensiune, se așteaptă ca varianța RET să fie explicată cel mai bine prin poziția dintelui;
- Ipoteza 2a — Deoarece AET și lungimea craniului sunt măsuri liniare de mărime, acestea ar trebui să fie scalate cu o pantă izometrică;
- Ipoteza 2b - Deoarece dinții caudali experimentează cele mai mari forțe de mușcătură în arcada, prin urmare RET va fi mai mare la dinții caudali.
Tabelele de mai jos prezintă date eșantion (cranii de crocodili Alligator mississippiensis, luate din Rezervația Rockefeller din Grand Chenier, Louisiana, și fosile).
Tabelul nr. 1: date de scanare a dinților de crocodil (rostral, intermediar și caudal).
Tabelul nr. 2: date dentare (LSkull - lungimea craniului, hCoroana - inaltimea coroanei, VE - volumul smaltului, VD - volumul dentinei, SAEDJ - zona interfetei smalt-dentina, AET - grosimea absoluta a smaltului, RET - grosimea relativa a smaltului).
Rezultatele studiului
Conform datelor dentare prezentate în Tabelul 2, oamenii de știință au ajuns la concluzia că grosimea smalțului se scalează izometric cu lungimea craniului, indiferent de poziția dintelui.
Tabelul nr. 3: Valori AET și RET în funcție de variabile.
Imaginea #3: Scalare AET/RET în raport cu lungimea craniului.
În același timp, grosimea smalțului de pe dinții caudali este mult mai mare decât a celorlalți, dar nici asta nu depinde de lungimea craniului.
Tabelul nr. 4: valori medii ale grosimii smalțului la vertebratele superioare (Crocodiliform - grup extra-taxon de crocodili, Dinozaur - dinozauri, Artiodactyl - artiodactili, Odontocete - subordinea cetaceelor, Perissodactil - ungulate cu degete ciudate, Primate - primate, rozătoare - rozătoare).
Imaginea #4: Grosimea smalțului dinților caudali este mai mare decât cea a celorlalți dinți.
Datele privind scalarea (Tabelul nr. 3) au confirmat ipoteza 1a, explicând dependența valorii AET de lungimea craniului, și nu de poziția dintelui. Dar valorile RET, dimpotrivă, depind de poziția dintelui în rând, și nu de lungimea craniului, ceea ce confirmă ipoteza 1b.
Au fost confirmate și ipotezele rămase (2a și 2b), după cum reiese din analiza grosimii medii a smalțului dinților cu poziții diferite în rând.
O comparație a grosimii smalțului aligatorului modern din Mississippi și strămoșii săi antici a arătat multe asemănări, dar au existat și diferențe. Astfel, la Allognathosuchus grosimea smalțului este cu aproximativ 33% mai mare decât la crocodilii moderni (imaginea de mai jos).
Imaginea #5: Comparație a grosimii medii a smalțului la aligatori și crocodiliani fosili pe baza înălțimii coroanei dintelui.
Rezumând toate datele de mai sus, oamenii de știință au ajuns la concluzia că grosimea smalțului depinde direct, ca să spunem așa, de rolul dinților. Dacă acești dinți sunt necesari pentru zdrobire, smalțul lor va fi semnificativ mai gros. S-a constatat anterior că presiunea (forța de compresie) a dinților caudali este mai mare decât cea a dinților rostrali. Acest lucru se datorează tocmai rolului lor - de a ține prada și de a zdrobi oasele. Astfel, smalțul mai gros previne deteriorarea dinților, care sunt supuși unui stres maxim în timpul alimentației. Într-adevăr, dovezile sugerează că dinții caudali la crocodili se rup mult mai rar, în ciuda stresului sever.
În plus, s-a constatat că dinții Allognathosuchus smalțul este semnificativ mai gros decât cel al altor crocodiliani studiati. Se crede că această specie fosilă a preferat să se hrănească cu țestoase, iar zdrobirea cochiliilor lor necesită dinți puternici și smalț gros.
Oamenii de știință au comparat, de asemenea, grosimea smalțului crocodililor și a unor dinozauri, greutatea și dimensiunea estimate corespunzătoare. Această analiză a arătat că crocodilianii aveau smalț mai gros (diagrama de mai jos).
Imaginea #6: Comparație a grosimii smalțului crocodililor și dinozaurilor.
Este curios că smalțul tiranosauridului avea aproape aceeași grosime ca cel al Allognathosuchus mult mai mic și chiar al crocodililor moderni. Este logic ca structura dentara a crocodililor se explica prin obiceiurile lor in ceea ce priveste vanatoarea si dieta.
Cu toate acestea, în ciuda înregistrărilor lor, smalțul arhozaurilor (crocodili, dinozauri, pterozauri etc.) este mai subțire decât cel al mamiferelor.
Imaginea #7: Comparație a grosimii smalțului (AET) a crocodililor și a unor specii de mamifere.
De ce smalțul vânătorilor, care se bazează atât de mult pe fălcile lor, este mai subțire decât cel al mamiferelor? Răspunsul la această întrebare a fost deja la început - înlocuirea dinților uzați cu alții noi. Deși crocodilii au dinți puternici, ei nu au nevoie, ca să spunem așa, de dinți super puternici, datorită faptului că un dinte nou îl va înlocui întotdeauna pe unul rupt. Mamiferele (în cea mai mare parte) nu au acest talent.
Imaginea #8: Comparație a grosimii smalțului (RET) a crocodililor și a unor specii de mamifere.
Mai precis, grosimea smalțului la arhozauri variază de la 0.01 la 0.314 mm, iar la mamifere de la 0.08 la 2.3 mm. Diferența, după cum se spune, este evidentă.
Pentru o privire mai detaliată asupra nuanțelor studiului, vă recomand să aruncați o privire la
Epilog
Dinții, oricât de ciudat ar suna, sunt un instrument extrem de important în obținerea hranei. Da, omul modern poate corecta întotdeauna orice defect asociat cu dinții, dar printre reprezentanții sălbăticiei nu există stomatologi. Nici măcar oamenii nu știau întotdeauna ce este tratamentul stomatologic. Prin urmare, unele specii aleg dinți puternici și durabili, în timp ce altele preferă să-i schimbe, precum mănușile. Crocodilii și rudele lor îndepărtate pot fi clasificați în ambele grupuri. Smalțul de pe dinți, care este necesar pentru a ține efectiv prada și a zdrobi oasele, este destul de gros la crocodili, dar având în vedere stresul grav, dinții lor încă se uzează și uneori se rup. În astfel de cazuri, un dinte nou ia locul dintelui vechi.
Pentru o persoană, una dintre trăsăturile distinctive este degetul mare opozabil, care ne-a ajutat foarte mult în multe demersuri, variind de la „ia un băț și dă-i dracu pe vecinul enervant pe creangă” și se termină cu „ia un pix și scrie un sonet. ” Pentru crocodili, un astfel de instrument sunt fălcile lor, în special dinții lor. Această parte a corpului este cea care îi face pe crocodili astfel de vânători periculoși și mortali care ar trebui evitați.
Vineri off-top:
Un scurt desen animat foarte interesant și frumos din punct de vedere estetic în care crocodilul nu este chiar un crocodil.
Un desen animat despre cum nu poți avea încredere în „bușteni” suspecti în apă, mai ales dacă ești un gnu.
Mulțumesc pentru citit, rămâneți curioși și să aveți un weekend minunat băieți! 🙂
Vă mulțumim că ați rămas cu noi. Vă plac articolele noastre? Vrei să vezi mai mult conținut interesant? Susține-ne plasând o comandă sau recomandând prietenilor, Reducere de 30% pentru utilizatorii Habr la un analog unic de servere entry-level, care a fost inventat de noi pentru tine: (disponibil cu RAID1 și RAID10, până la 24 de nuclee și până la 40 GB DDR4).
Dell R730xd de 2 ori mai ieftin? Numai aici in Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - de la 99 USD! Citește despre
Sursa: www.habr.com