Vchádzate do slabo osvetlenej chodby, kde stretávate zúbožené duše sužované bolesťou a utrpením. Tu však nebudú mať pokoj, pretože za každým z dverí ich čaká ešte viac trápenia a strachu, napĺňajúceho všetky bunky tela a napĺňajúce všetky myšlienky. Pristúpite k jedným z dverí, za ktorými počuť pekelné brúsenie a bzučanie, z ktorého vás mrazí až do špiku kostí. Pozbierajúc svoju zvyšnú odvahu v päsť, natiahneš ruku, studenú od hrôzy, ku kľučke dverí, keď sa zrazu niekto zozadu dotkne tvojho ramena a ty sa prekvapene otočíš. „Doktor bude o pár minút voľný. Zatiaľ si sadnite, zavoláme vám,“ hovorí vám jemný hlas sestry. Zrejme presne takto si niektorí ľudia predstavujú chodenie k zubárovi a k týmto „sadistom“ v bielych plášťoch majú mimoriadne negatívny vzťah. Ale dnes nebudeme hovoriť o dentofóbii, budeme hovoriť o krokodíloch. Áno, áno, ide o nich, presnejšie o ich zuby, ktoré nepotrebujú zubné ošetrenie.
Vedci z University of Missouri (USA) vykonali štúdiu zubov krokodílov, ktoré ukázali zaujímavé črty skloviny týchto dokonalých lovcov, pričom sa spoliehali práve na ich čeľuste. Čo vedci zistili, čím sa líšia zuby moderných krokodílov od ich pravekých príbuzných a aký je prínos tohto výskumu? Dozvedáme sa o tom zo správy výskumnej skupiny.
Výskumný základ
Pre väčšinu stavovcov sú zuby neoddeliteľnou vlastnosťou získavania a jedenia potravy (mravčiare sa nepočítajú). Niektorí dravci sa pri love spoliehajú na rýchlosť (gepardy), niektorí na tím (levy) a u niektorých hrá obrovskú úlohu sila záberu. Platí to aj pre krokodíly, ktoré sa vo vode prikradnú k svojim obetiam a chytia ich silnými čeľusťami. Aby obeť neutiekla, musí byť zovretie silné, čo má za následok veľké zaťaženie kostnej štruktúry. Na neutralizáciu negatívneho účinku svojich silných uhryznutí majú krokodíly sekundárne kostené podnebie, ktoré je pevne spojené s lebkou.
Názorná ukážka zatvárania a otvárania krokodílej čeľuste.
Jednou z hlavných vlastností krokodílích zubov je ich neustála výmena za nové, keď sa staré opotrebujú. Faktom je, že zuby krokodílov pripomínajú hniezdnu bábiku, v ktorej sa vyvíjajú nové zuby. Približne raz za 2 roky sa každý zo zubov v čeľusti vymení za nový.
Všimnite si, ako tesne sa táto „zubná pasca“ zatvára.
Krokodílie zuby sú rozdelené do niekoľkých kategórií na základe tvaru a zodpovedajúcej funkčnosti. Na začiatku čeľuste sú 4 veľké tesáky, ktoré sú potrebné na efektívne zajatie koristi. V strede sú hrubšie zuby, ktoré sa zväčšujú pozdĺž čeľuste. Táto časť je potrebná na rezanie koristi. Na základni sa zuby rozširujú a stávajú sa plochejšie, čo umožňuje krokodílom prehrýzť sa cez ulity mäkkýšov a korytnačky ako semená.
Aká silná je krokodílova čeľusť? Prirodzene to závisí od jeho veľkosti a typu. Napríklad v roku 2003 sa zistilo, že 272-kilogramový aligátor Mississippi uhryzne silou ～9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg m/s2). Ale 1308-kilogramový slaný krokodíl predviedol ohromujúcich ～34500 N. Mimochodom, absolútna sila uhryznutia u ľudí je približne 1498 N.
Sila uhryznutia nezávisí ani tak od zubov, ale od svalov čeľuste. U krokodílov sú tieto svaly veľmi husté a je ich veľa. Existuje však veľký rozdiel medzi veľmi vyvinutými svalmi zodpovednými za zatváranie úst (ktoré poskytujú takú silu uhryznutia) a slabými svalmi zodpovednými za otváranie úst. To vysvetľuje, prečo je možné zavreté ústa krokodíla držať na mieste jednoduchou páskou.
Poď, ukáž mi, kto ťa nazval malým spratkom.
Krokodíly však potrebujú čeľusť nielen na nemilosrdné zabíjanie kvôli potrave, ale aj na starostlivosť o svoje potomstvo. Samice krokodíla často nosia mláďatá v čeľustiach (je ťažké nájsť pre ne bezpečnejšie miesto, veď kto by tam chcel liezť). Ústa krokodílov sú vybavené veľmi citlivými receptormi, vďaka ktorým môžu regulovať silu svojho uhryznutia, čo im umožňuje lepšie držať korisť alebo opatrne nosiť bábätká.
Ľudské zuby, žiaľ, po vypadnutí starých nedorastú, no s krokodílmi majú spoločné – sklovinu.
Obrázok č. 1: Chvostový zub aligátora mississippiensis.
Sklovina je vonkajší plášť korunky zuba. Je to najsilnejšia časť ľudského tela, ako aj mnohých iných stavovcov. Ako však vieme, naše zuby sa nemenia za nové, preto musí byť naša sklovina hrubšia. Ale u krokodílov sú opotrebované zuby nahradené novými, takže nie je potrebná hustá sklovina. Znie to celkom logicky, ale je to naozaj tak?
Vedci tvrdia, že pochopenie zmien skloviny v rámci jedného taxónu nám v budúcnosti umožní lepšie si zapamätať, ako sa mení štruktúra skloviny v závislosti od biomechaniky a stravy zvieraťa.
Krokodíly, menovite Alligator mississippiensis, sa pre túto štúdiu výborne hodia z viacerých dôvodov. Po prvé, ich zuby, sila zhryzu a štruktúra skloviny sa menia v závislosti od veku a veľkosti jedinca, čo je spôsobené aj zmenami v stravovaní. Po druhé, krokodílie zuby majú rôznu morfológiu v závislosti od ich polohy v čeľusti.
Obrázok č.2: a a b znázorňujú rozdiel v zuboch veľkých a malých jedincov, c-f zuby fosílnych predkov moderných krokodílov.
Rostrálne zuby sú tenké a používajú sa na uchopenie koristi, zatiaľ čo kaudálne zuby sú tupé a používajú sa na drvenie vyššími záhryzovými silami. Inými slovami, zaťaženie zuba závisí od jeho polohy v čeľusti a od veľkosti majiteľa tejto čeľuste.
Táto štúdia prezentuje výsledky analýzy a meraní absolútnej hrúbky skloviny (AET) a veľkostne štandardizovanej (relatívnej) hrúbky zubnej skloviny (RET) krokodílích zubov.
AET je odhad priemernej vzdialenosti od spojenia sklovina-dentín k vonkajšiemu povrchu skloviny a ide o lineárne meranie. A RET je bezrozmerná hodnota, ktorá vám umožňuje porovnávať relatívnu hrúbku skloviny v rôznych mierkach.
Vedci hodnotili AET a RET rostrálnych (na „nose“ čeľuste), stredných (v strede radu) a kaudálnych (na báze čeľuste) zubov u siedmich jedincov tohto druhu. Alligator mississippiensis.
Je tiež dôležité poznamenať, že štruktúra skloviny môže závisieť od stravy jednotlivca a druhu ako celku. Krokodíly majú veľmi rozsiahlu stravu (to, čo chytia, to jedia), ale je iná ako ich príbuzní, ktorí už dávno vyhynuli. Aby to vedci otestovali z hľadiska skloviny, vykonali analýzu AET a RET fosílií Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) a Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae je predstaviteľom jurského obdobia, Iharkutosuchus - kriedové obdobie, a Allognathosuchus z eocénu.
Pred začatím skutočných meraní výskumníci prediskutovali a navrhli niekoľko teoretických hypotéz:
- Hypotéza 1a – Pretože AET je lineárna miera a mala by závisieť od veľkosti, očakáva sa, že rozptyl v AET bude najlepšie vysvetlený veľkosťou lebky;
- Hypotéza 1b – Pretože RET je štandardizovaný podľa veľkosti, očakáva sa, že rozptyl v RET bude najlepšie vysvetlený polohou zubov;
- Hypotéza 2a – Pretože AET a dĺžka lebky sú lineárne miery veľkosti, mali by mať izometrický sklon;
- Hypotéza 2b - Pretože na kaudálne zuby pôsobia najväčšie záhryzové sily v oblúku, RET bude vyššie v kaudálnych zuboch.
Nižšie uvedené tabuľky predstavujú vzorové údaje (lebky krokodílov Alligator mississippiensis, prevzaté z Rockefellerovej rezervácie v Grand Chenier v Louisiane a fosílie).
Tabuľka č.1: Údaje zo snímania zubov krokodíla (rostrálne, stredné a kaudálne).
Tabuľka č.2: dentálne údaje (LSkull - dĺžka lebky, hCrown - výška korunky, VE - objem skloviny, VD - objem dentínu, SAEDJ - oblasť rozhrania sklovina-dentín, AET - absolútna hrúbka skloviny, RET - relatívna hrúbka skloviny).
Výsledky štúdie
Podľa údajov o zuboch uvedených v tabuľke 2 vedci dospeli k záveru, že hrúbka skloviny sa izometricky mení s dĺžkou lebky, bez ohľadu na polohu zubov.
Tabuľka č. 3: Hodnoty AET a RET v závislosti od premenných.
Obrázok č. 3: Stupnica AET/RET vo vzťahu k dĺžke lebky.
Zároveň je hrúbka skloviny na kaudálnych zuboch oveľa väčšia ako na ostatných, ale to tiež nezávisí od dĺžky lebky.
Tabuľka č. 4: priemerné hodnoty hrúbky skloviny u vyšších stavovcov (Krokodyliformné - mimotaxónová skupina krokodílov, Dinosaurus - dinosaury, Artiodaktyly - artiodaktyly, Odontocete - podrad veľrýb, Perissodaktyl - nepárnokopytníky, Primáty - primáty Hlodavec - hlodavce).
Obrázok 4: Hrúbka skloviny kaudálnych zubov je väčšia ako hrúbka ostatných zubov.
Údaje týkajúce sa škálovania (tabuľka č. 3) potvrdili hypotézu 1a, vysvetľujúcu závislosť hodnoty AET od dĺžky lebky, a nie od polohy zuba. Ale hodnoty RET, naopak, závisia od polohy zuba v rade, a nie od dĺžky lebky, čo potvrdzuje hypotézu 1b.
Zvyšné hypotézy (2a a 2b) sa tiež potvrdili, ako vyplýva z analýzy priemernej hrúbky skloviny zubov s rôznymi polohami v rade.
Porovnanie hrúbky skloviny moderného aligátora Mississippi a jeho dávnych predkov ukázalo veľa podobností, ale boli tu aj rozdiely. U Allognathosuchusa je teda hrúbka skloviny približne o 33 % väčšia ako u moderných krokodílov (obrázok nižšie).
Obrázok č. 5: Porovnanie priemernej hrúbky skloviny u aligátorov a fosílnych krokodílov na základe výšky korunky zuba.
Zhrnutím všetkých vyššie uvedených údajov vedci dospeli k záveru, že hrúbka skloviny priamo závisí od, takpovediac, úlohy zubov. Ak sú tieto zuby potrebné na drvenie, ich sklovina bude výrazne hrubšia. Už skôr sa zistilo, že tlak (kompresná sila) kaudálnych zubov je vyšší ako u rostrálnych zubov. Je to spôsobené práve ich úlohou - držať korisť a drviť kosti. Hrubšia sklovina teda zabraňuje poškodeniu zubov, ktoré sú pri výžive maximálne namáhané. Dôkazy skutočne naznačujú, že chvostové zuby u krokodílov sa lámu oveľa menej často, a to aj napriek silnému stresu.
Okrem toho sa zistilo, že zuby Allognathosuchus sklovina je výrazne hrubšia ako u iných študovaných krokodílov. Predpokladá sa, že tento fosílny druh sa radšej živil korytnačkami a drvenie ich panciera si vyžaduje silné zuby a hustú sklovinu.
Vedci tiež porovnávali hrúbku skloviny krokodílov a niektorých dinosaurov, zodpovedajúcu odhadovanú hmotnosť a veľkosť. Táto analýza ukázala, že krokodíly mali hrubšiu sklovinu (graf nižšie).
Obrázok č.6: Porovnanie hrúbky skloviny krokodílov a dinosaurov.
Je zvláštne, že sklovina tyranosaurida mala takmer rovnakú hrúbku ako sklovina oveľa menších Allognathosuchusov a dokonca aj moderných krokodílov. Je logické, že štruktúra zubov krokodílov sa vysvetľuje ich zvykmi z hľadiska lovu a stravovania.
Napriek ich záznamom je však sklovina archosaurov (krokodílov, dinosaurov, pterosaurov atď.) tenšia ako u cicavcov.
Obrázok č. 7: Porovnanie hrúbky skloviny (AET) krokodílov a niektorých druhov cicavcov.
Čím to je, že smalt lovcov, ktorí sa tak veľmi spoliehajú na svoje čeľuste, je tenší ako u cicavcov? Odpoveď na túto otázku bola už na začiatku – výmena opotrebovaných zubov za nové. Krokodíly síce majú silné zuby, ale nepotrebujú takpovediac super silné zuby, pretože nový zub vždy nahradí zlomený. Cicavce (väčšinou) tento talent nemajú.
Obrázok č. 8: Porovnanie hrúbky skloviny (RET) krokodílov a niektorých druhov cicavcov.
Presnejšie, hrúbka skloviny u archosaurov sa pohybuje od 0.01 do 0.314 mm a u cicavcov od 0.08 do 2.3 mm. Rozdiel, ako sa hovorí, je zrejmý.
Pre podrobnejšie informácie o nuansách štúdie odporúčam pozrieť sa
Epilóg
Zuby, nech to znie akokoľvek zvláštne, sú mimoriadne dôležitým nástrojom pri získavaní potravy. Áno, moderný človek môže vždy opraviť akúkoľvek chybu spojenú so zubami, ale medzi zástupcami divočiny nie sú žiadni zubári. Ani ľudia vždy nevedeli, čo je to zubné ošetrenie. Preto si niektoré druhy vyberajú silné a odolné zuby, zatiaľ čo iné ich radšej menia, napríklad rukavice. Krokodíly a ich vzdialených príbuzných možno zaradiť do oboch skupín. Zubná sklovina na zuboch, ktoré sú potrebné na efektívne držanie koristi a drvenie kostí, je u krokodílov dosť hrubá, no vzhľadom na veľký stres sa ich zuby stále opotrebúvajú a niekedy sa zlomia. V takýchto prípadoch nahradí starý zub nový zub.
Pre človeka je jedným z poznávacích znakov protiľahlý palec, ktorý nám veľmi pomohol v mnohých snahách, počnúc „vezmite palicu a ojebte otravného suseda na konári“ až po „vezmite pero a napíšte sonet“. “ Pre krokodíly sú takýmto nástrojom ich čeľuste, najmä zuby. Práve táto časť tela robí z krokodílov takých nebezpečných a smrteľných lovcov, ktorým sa treba vyhýbať.
Piatok mimo:
Veľmi zaujímavá a esteticky krásna krátka karikatúra, v ktorej krokodíl nie je tak celkom krokodíl.
Karikatúra o tom, ako nemôžete dôverovať podozrivým „polenám“ vo vode, najmä ak ste pakone.
Ďakujeme za sledovanie, buďte zvedaví a prajeme všetkým pekný víkend! 🙂
Ďakujeme, že ste zostali s nami. Páčia sa vám naše články? Chcete vidieť viac zaujímavého obsahu? Podporte nás zadaním objednávky alebo odporučením priateľom, 30% zľava pre užívateľov Habr na unikátny analóg serverov základnej úrovne, ktorý sme pre vás vymysleli: (k dispozícii s RAID1 a RAID10, až 24 jadier a až 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 krát lacnejší? Len tu v Holandsku! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gb/s 100 TB – od 99 USD! Čítať o
Zdroj: hab.com