Bisedat për dhëmbët te njerëzit zakonisht asociohen me kariesin, brakët dhe sadistët me mantella të bardha, që veçse ëndërrojnë të bëjnë varëse nga dhëmbët tuaj. Mirë, mjaft me shakatë, sepse pa dentishtë dhe rregullat e vendosura të higjienës për gojën, ne do të ushqeheshim vetëm me patate të shtypura dhe supë përmes tubit. Dhe gjithçka është faji i evolucionit, që na dhuroi dhëmbë që nuk janë shumë të qëndrueshëm dhe që nuk rindërtohen, gjë që ndoshta i gëzon shumë përfaqësuesit e industrisë dentare. Por nëse flasim për dhëmbët te përfaqësuesit e natyrës, menjëherë na vijnë në mendje luanët majestikë, peshkaqenët gjakpirës dhe hijena ekstremisht pozitive. Megjithatë, pavarësisht fuqisë dhe forcës së çelësve të tyre, dhëmbët e tyre nuk janë aq të jashtëzakonshëm sa dhëmbët e erzave të detit. Po, ky grumbull gjilpërash nën ujë, mbi të cilin duke e trokitur mund të prishni një pjesë të madhe të pushimeve tuaja, ka mjaft dhëmbë të mirë. Ato, sigurisht, janë pak, vetëm pesë, por janë unikë në mënyrën e tyre dhe janë në gjendje të mbështillen vetë. Si e zbuluan shkencëtarët një veçori të tillë, si ndodh ky process dhe si mund të ndihmojë njerëzit? Këtë do ta mësojmë nga raporti i grupit të hulumtimit. Le të shkojmë.
Baza e studimit
SĂ« pari, Ă«shtĂ« e rĂ«ndĂ«sishme tĂ« njiheni mĂ« pĂ«rkrah me heroina kryesore tĂ« studimit â Strongylocentrotus fragilis, nĂ« fjalĂ« tĂ« thjeshta, erkĂ«kĂ«n rozĂ«. KĂ«tĂ« lloj urchinash detarĂ« nuk dallohet shumĂ« nga tĂ« tjerĂ«t, pĂ«rveç formĂ«s mĂ« tĂ« sheshtĂ« nĂ« pole dhe ngjyrĂ«s sĂ« tij glamur. Ata jetojnĂ« mjaft thellĂ« (nga 100 m deri nĂ« 1 km) dhe arrijnĂ« deri nĂ« 10 cm nĂ« diametĂ«r.
«Kocka» e urchinës detarë, ku duket simetria pesë-gjeometrike.
Urçinat detarë ndahen, siç mund të tingëllojë, në të drejta dhe të pasakta. Të parat kanë formë tërësisht rrethore me simetri të qartë pesë-gjeometrike, ndërsa të dytat janë më asimetrike.
E para që bie në sy kur shihni një urchinë detarë janë gjilpërat e tij, që mbulojnë të gjithë trupin. Ndryshime të llojeve, gjilpërat mund të jenë nga 2 mm deri në 30 cm. Përveç gjilpërave, trupi ka sferidi (organe të ekuilibrit) dhe pedicellari (dihë që duken si pinçeta).
Në qendër duken qartë të gjitha pesë dhëmbët.
Për të përshkruar një kërmij deti, duhet fillimisht të qëndrosh me këmbë përmbys, pasi hapësira e gojës ndodhet në pjesën e poshtme të trupit, ndërsa hapësirat e tjera janë në krye. Goja e kërmijve të detit është e pajisur me një mekanizëm për përtypje me një emër të bukur shkencor "feniksi i Aristotelit" (pikërisht Aristoteli e përshkroi për herë të parë këtë organ dhe e krahasoi atë me një llampë antike). Ky organ ka pesë nofulla, secila e cila përfundon me një dhëmb të mprehtë (feniksi i Aristotelit të kërmijve rozë të studiuar është treguar në foto 1C më poshtë).
Ekziston një supozim se qëndrueshmëria e dhëmbëve të kërmijve të detit sigurohet nga sharpësimi i vazhdueshëm, i cili ndodh përmes një procesi të shkallëzuar të shkatërrimit të pllakave mineralike të dhëmbit për të mbajtur mprehtësinë e sipërfaqes distale.
Por si ndodh ky proces, cilët dhëmbë duhet të sharpësohen dhe cilët jo, dhe si merret kjo vendim me rëndësi? Këto janë pyetje për të cilat shkencëtarët kanë kërkuar përgjigje.
Rezultatet e hulumtimit
Imazhi â1
Para se të zbuloni sekretet dentale të kërmijve të detit, le të shqyrtojmë strukturën e dhëmbëve të tyre në përgjithësi.
NĂ« fotografitĂ« 1Aâ1C heroi i studimit Ă«shtĂ« â gjaku rozĂ« i detit. Siç ndodh me gjakun e tjerĂ« tĂ« detit, pĂ«rfaqĂ«suesit e kĂ«tij lloji marrin pĂ«rbĂ«rĂ«sit e tyre mineralĂ« nga ujĂ«rat e detit. NdĂ«r elementet skeletore, dhĂ«mbĂ«t janĂ« shumĂ« tĂ« mineralizuar (nĂ« 99%) me kalcit tĂ« pasuruar me magnez.
Siç kemi diskutuar më parë, dhëmbët e gjakut përdoren për të gërmuar ushqimin. Por përveç kësaj, ata përdorin dhëmbët për të gërmuar strehë, në të cilat fshihen nga grabitqarët ose nga moti i keq. Duke marrë parasysh këtë përdorim të pazakontë, dhëmbët duhet të jenë jashtëzakonisht të fortë dhe të mprehtë.
Në imazhin 1D tregohet tomografia mikrokompjuterike e një segmenti të një dhëmbi të tërë, që tregon se dhëmbi formohet përgjatë një kënge eliptike me një seksion të prapambetur të formës T.
Seksioni i prapambetur i dhëmbit (1E) tregon se dashi përbëhet nga tri zona strukturale: pllakat primare, zona e gurit dhe pllakat sekondare. Zona e gurit përbëhet nga fibra me diametër të vogël, të rrethuar nga një mbështjellës organik. Fibra është e mbyllur në një matricë polikristalore, që përbëhet nga grimca kalkore që janë të pasura me magnez. Diametri i këtyre grimcave është rreth 10-20 nm. Studiuesit vënë re se koncentracioni i magnezi është i pa njëtrajtshëm në të gjithë dashin dhe rritet afër skajit të tij, duke i dhënë atij qëndrueshmëri dhe ngurtësi të përmirësuar.
Pjesa e gjatë (1F) e zonës së gurit të dashi tregon shkatërrimin e fibrave, si dhe ndarjen që ndodh për shkak të zhvendosjes në kufirin e fibrave dhe mbështjellësit organik.
Pllakat primare zakonisht përbëhen nga monokristale kalkore dhe ndodhen në sipërfaqen konvekse të dashi, ndërsa pllakat sekondare mbushin sipërfaqen konkave.
Në imazh 1G mund të shihen një masë e pllakatave primare të lakuara, që prekin njëra-tjetrën. Imazhi gjithashtu tregon fibrat dhe matricën polikristalore që mbush hapësirën midis pllakatave. Kili (1H) formon themelin e seksionit të përçueshëm T dhe rrit ngurtësinë e dhëmbit gjatë përkuljes.
Tani që e dimë se çfarë strukture ka dhëmbi i gjirit rozë të detit, duhet të zbulojmë tani vetitë mekanike të komponenteve të tij. Për këtë, janë kryer teste kompresimi duke përdorur mikroskopin elektronike dhe metodën nanoindetimin*. Në provat nanomekanike, morën pjesë mostra të prera në orientimet longitudinal dhe të përçueshme të dhëmbit.
Nanoindetimi* â kontrolli i materialit pĂ«rmes futjes nĂ« sipĂ«rfaqen e mostrĂ«s me njĂ« mjet tĂ« veçantĂ« â indenter.
Analiza e të dhënave tregoi se moduli mesatar i Youngut (E) dhe durezia (H) në majë të dhëmbit në drejtimet longitudinal dhe të përçueshme janë: EL = 77.3 ± 4.8 GPa, HL = 4.3 ± 0.5 GPa (longitudinal) dhe ET = 70.2 ± 7.2 GPa, HT = 3.8 ± 0.6 GPa (përçueshme).
Moduli i Youngut* â njĂ« madhĂ«si fizike qĂ« pĂ«rshkruan aftĂ«sinĂ« e materialit pĂ«r t'u rezistuar zgjatjes dhe kompresimit.
Durezia* â njĂ« tipar i materialit qĂ« i reziston depĂ«rtimit tĂ« njĂ« trupi mĂ« tĂ« fortĂ« (indenterit).
Përveç kësaj, në drejtimin longitudinal janë bërë thellime me ngarkesë ciklike shtesë për të krijuar një model të dëmtimit visko-plastik për zonën shkëmbore. Në 2A shikohet pisha e ngarkesës dhe zhvendosjes.
Imazhi â2
Moduli pĂ«r çdo cikĂ«l Ă«shtĂ« llogaritur nĂ« bazĂ« tĂ« metodĂ«s Oliver-Farr duke pĂ«rdorur tĂ« dhĂ«nat e shkarkimit. Ciklet e shtypjes kanĂ« treguar njĂ« ulje monotone tĂ« moduli me rritjen e thellĂ«sisĂ« sĂ« shtypjes (2B). NjĂ« pĂ«rkeqĂ«sim i tillĂ« i ngurtĂ«sisĂ« shpjegohet nga akumulimi i dĂ«mtimeve (2C) si rezultat i deformimit tĂ« pakthyeshĂ«m. ĂshtĂ« e rĂ«ndĂ«sishme tĂ« theksohet se zhvillimi i tretĂ« ndodh rreth fibrave, dhe jo pĂ«rmes tyre.
Aftësitë mekanike të përbërësve të dhëmbit janë vlerësuar gjithashtu përmes eksperimenteve të kompresimit kuazi-statik të mikro-stolbave. Për të prodhuar stolbat e madhësisë mikrometrike është përdorur një rreze fokusuese. Për të vlerësuar forcën e lidhjes midis pllakatë kryesore në anën konvex të dhëmbit, janë prodhuar mikro-stolba me orientim këndor në lidhje me interfacin normale midis pllakatave (2D). Në foton 2E tregohet një mikro-shtyllë me një ndërfaqe të pjerrët. Dhe në grafik 2F tregohet rezultatet e matjes së tensionit të zhvendosjes.
ShkencĂ«tarĂ«t theksojnĂ« njĂ« fakt interesant â moduli i matur i elasticitetit Ă«shtĂ« gati dyfish mĂ« i vogĂ«l se sa gjatĂ« provave tĂ« futjes. Ky mos pĂ«rputhje midis testeve tĂ« futjes dhe kompresionit vĂ«rehet gjithashtu pĂ«r smaltin e dhĂ«mbĂ«ve. Deri mĂ« tani ekzistojnĂ« disa teori qĂ« shpjegojnĂ« kĂ«tĂ« mos pĂ«rputhje (nga ndikimi i ambientit gjatĂ« testeve deri te ndotja e mostrave), megjithatĂ« deri tani nuk ka njĂ« pĂ«rgjigje tĂ« qartĂ« pĂ«r pyetjen pse ndodh kjo mos pĂ«rputhje.
Faza e ardhshme e hulumtimit të dhëmbëve të jelekut detar ishin testet për konsumimin, të cilat u realizuan me ndihmën e një mikroskopi elektronik raster. Dhëmbi u ngjit në një mbajtës të veçantë dhe u shtyp në një substrat nga diamanti ultra-nano-kristalor (3A).
Imazhi Nr. 3
Shkencëtarët theksojnë se versioni i tyre i testit për konsumimin është i kundërt me ato, të cilat zakonisht kryhen kur pika e diamantit futet në substratin e materialit të studiuar. Ndryshimet në metodologjinë e kryerjes së testit të konsumimit lejojnë një studim më të mirë të karakteristikave të mikro-strukturave dhe komponenteve të dhëmbit.
Siç mund ta shohim në imazhe, kur arrihet një ngarkesë kritike, fillojnë të formohen çarja. Duhet të merret parasysh se forca e «grishjes» së llambës aristotelike te sea urchins ndryshon në varësi të llojit nga 1 në 50 newton. Në provë, ishte përdorur një forcë nga qindra mikronewton deri në 1 newton, pra nga 1 në 5 newton për gjithë llambën aristotelike (për shkak se ka pesë dhëmbë).
Në imazh 3B(i) shihen grimcat e vogla (shigjeta e kuqe), të formuara si rezultat i goditjes së rajonit të gurit. Ndërsa zona e gurit konsumon dhe ngjeshet, çarjet në ndërfaqet midis pllakave mund të ndodhin dhe shtrihen si rezultat i ngarkesës së skllavizmit dhe grumbullimit të tensioneve në zonën e pllakave të kalcit. Imazhet 3B(ii) dhe 3B(iii) tregojnë vendet ku janë ndarë fragmente.
Për krahasim, janë kryer dy lloje eksperimentesh për konsum: me ngarkesë të vazhdueshme, që i përgjigjet fillimit të fluksit (WCL), dhe me ngarkesë të vazhdueshme, që i përgjigjet kufirit të fluksit (WCS). Si rezultat, u arritën dy variants të konsumit të dhëmbit.
Video e testeve për konsum:
Faza I
Faza II
Faza III
Faza IV
Në rastin e një ngarkese konstante, testi WCL tregoi ngushtimin e zonës, megjithatë nuk u vërejtën çarje ose dëmtime të tjera të pllakave (4A). Ndërsa në testin WCS, kur forca normale u rrit për të mbajtur tensionin kontaktues nominal konstant, u vunë re çarje dhe rënie pllakatash (4B).
Imazhi â4
Këto vëzhgime konfirmohen nga grafiku (4C) i matjeve të sipërfaqes së ngjeshjes dhe volumit të pllakave të thyera në varësi të gjatësi-së së lëshimit (modelit mbi diamant gjatë testit).
Ky grafik tregon gjithashtu se në rastin e WCL, çarjet nuk formohen madje edhe nëse distanca e lëshimit është më e madhe se në rastin e WCS. Inspektimi i pllakave të ngjeshura dhe të thyera në 4B lejon të kuptohet më mirë mekanizmi i vetë-mprehjes së dhëmbëve të gjësë detar.
Sipërfaqja e zonës së ngjeshur të gurit rritet, ndërsa pllaka thyhet, çka çon në heqjen e një pjesë të zonës së ngjeshur [4B (iii-v)]. Karakteristikat mikrostrukturore, siç është lidhja midis gurit dhe pllakatave, e lehtësojnë këtë proces. Mikroskopia tregoi se fiqurat në zonën e gurit janë të deformuara dhe depërtojnë përmes shtresave të pllakatave në pjesën konvexe të dhëmbit.
Në grafik 4C u vëre një rritje të volumit të zonës së thyer, kur një pllaka e re shkëputet nga dora. E habitshme, është në këtë moment që ndodh një zvogëlim i papritur i gjerësisë së rajonit të sheshtë (4D), që tregon për procesin e vetësharjes.
Thënë ndryshe, këto eksperimente treguan se gjatë mbajtjes së një ngarkese të vazhdueshme normale (jo kritike) gjatë testeve të konsumit, ndodh prishja e majës, ndërsa dora mbetet e mprehtë. Kështu, dhëmbët e gjeldit mprehen gjatë përdorimit, nëse ngarkesa nuk e tejkalon atë kritike; ndryshe, mund të ndodhin dëmtime (thyerje), e jo vetësharje.
Imazhi nr. 5
Për të kuptuar rolin e mikrostrukturave të dhëmbit, pronat e tyre dhe kontributin e tyre në mekanizmin e vetësharjes, u krye një analizë jo-lineare të procesit të konsumit duke përdorur metodën e elementëve të fundmit (5A). Për këtë qëllim u përdorën fotografia të prerjes longitudinal të majës së dhëmbit, të cilat shërbyen si bazë për një model dy-dimensional, përbërë nga guri, pllakat, kili dhe ndërfaqet midis pllakat dhe gurit.
Imazhe 5Bâ5H â janĂ« grafikat kontur tĂ« kriterit tĂ« Mizes (kriterit tĂ« plastikĂ«s) nĂ« skajin e zonĂ«s sĂ« gurit dhe pllakĂ«s. Kur danti Ă«shtĂ« i shtrĂ«nguar, guri pĂ«rjeton deformime tĂ« mĂ«dha visko-plastike, akumulon dĂ«mtime dhe shtrasohet ('shpluhoset') (5B dhe 5C). ShtrĂ«ngimi i mĂ«tejshĂ«m shkakton njĂ« brez tĂ« zhvendosjes nĂ« gur, ku shumica e deformimeve plastike dhe dĂ«mtimeve akumulohen, duke shkĂ«putur njĂ« pjesĂ« tĂ« gurit, duke e bĂ«rĂ« atĂ« tĂ« vijĂ« nĂ« kontakt tĂ« drejtpĂ«rdrejtĂ« me nĂ«nndĂ«rtimin (5D). Fragmentimi i tillĂ« i gurit nĂ« kĂ«tĂ« model pĂ«rkon me vĂ«zhgimet eksperimentale (gĂ«rryerjet e copĂ«zuara nĂ« 3B(i)). ShtrĂ«ngimi gjithashtu çon nĂ« ndarjen midis pllakave, pasi elementĂ«t e ndĂ«rfaqes pĂ«rballen me ngarkesa tĂ« pĂ«rziera, çka shkakton dekogezion (ndarje). Me rritjen e sipĂ«rfaqes sĂ« kontaktit, tensionet kontaktuese rriten, duke shkaktuar lindjen dhe pĂ«rhapjen e çarjeve nĂ« ndĂ«rfaqe (5Bâ5E). Humbja e ngjitjes midis pllakave intensifikon kthesĂ«n, ku plaka e jashtme shkĂ«putet.
Gërritja përkeqëson dëmtimin e sipërfaqes, duke çuar në heqjen e pllakës, kur pllakat e ekspozohen ndaj ndarjes (atje ku çarjet devijojnë nga sipërfaqja dhe depërtojnë në pllakë, 5G). Me vazhdimin e procesit, copat e pllakës shkëputen nga maja e dhëmbit (5H).
E çuditshme, modeli parashikon shumë saktë shkëputjen si në zonën e gurit ashtu edhe në zonën e pllakat, një vërejtje që shkencëtarët e kanë vënë re gjatë vëzhgimeve (3B dhe 5I).
Për një njohje më të detajuar me nuancat e hulumtimit, rekomandoj të shikoni në dhe për të.
Epilogu
Ky punim e konfirmoi persëri se evolucioni nuk ishte shumë i favorshëm për dhëmbët e njeriut. Nëse flasim seriozisht, në kërkimin e tyre, shkencëtarët arritën të shqyrtojnë dhe shpjegojnë në detaje mekanizmin e vetë-mprehjes së dhëmbëve të jelekëve, në të cilin qëndron një strukturë e pazakontë e dhëmbit dhe ngarkesa e duhur mbi të. Plakat që mbulojnë dhëmbin e jelekut zhvendosen nën një ngarkesë të caktuar, çka lejon mbajtjen e dhëmbit të mprehtë. Por kjo nuk do të thotë se jelekët mund të thyejnë gurë, pasi kur arrihen nivelet kritike të ngarkesës, në dhëmbë formohen çarje dhe thyerje. Pra, parimi 'pjesë ka, mendje s'ka' sigurisht nuk do të sillte asnjë dobi.
Ndoshta duket se studimi i dhĂ«mbĂ«ve tĂ« banorĂ«ve tĂ« thellĂ«sive detare nuk sjell asnjĂ« dobi pĂ«r njeriun, pĂ«rveçse pĂ«r tĂ« kĂ«naqur kureshtjen e pashuar tĂ« njerĂ«zve. MegjithatĂ«, njohuritĂ« e fituara gjatĂ« kĂ«tij studimi mund tĂ« shĂ«rbejnĂ« si bazĂ« pĂ«r krijimin e tipeve tĂ« reja materialesh qĂ« do tĂ« kenĂ« veti tĂ« ngjashme me dhĂ«mbĂ«t e jelekĂ«ve â qĂ«ndrueshmĂ«ri ndaj konsumit, vetĂ«-mprehje nĂ« nivelin e materialit pa ndihmĂ«n e jashtme dhe qĂ«ndrueshmĂ«ri.
Megjithatë, natƫra fsheh shumë sekrete që ne ende duhet t'i zbulojmë. A do të jenë ato të dobishme? Ndoshta, por ndoshta edhe jo. Por ndonjëherë, madje edhe në kërkime të vështira, është më e rëndësishme jo destinacioni, por vetë udhëtimi.
Of-topi i premtes:
Pyjet nĂ«nujore tĂ« algave gjigante shĂ«rbejnĂ« si njĂ« vend mbledhjeje pĂ«r jelekĂ«t detarĂ« dhe krijesa tĂ« tjera tĂ« pazakonta tĂ« oqeaneve. (BBC Earth, zĂ«ri nĂ« sfond â David Attenborough).
Faleminderit pĂ«r vĂ«mendjen, qĂ«ndroni kureshtar dhe tĂ« keni njĂ« fundjavĂ« tĂ« shkĂ«lqyer, shokĂ«! đ
Faleminderit që jeni me ne. Ju përqejnë artikujt tanë? Doni të shihni më shumë materiale interesante? Na mbështesni me një porosi ose duke na rekomanduar miqve tuaj, 30% zbritje për përdoruesit e Habra për një alternativë unike të serverëve entry-level, e cila është krijuar nga ne për ju: (disponohen variante me RAID1 dhe RAID10, deri në 24 bërthama dhe deri në 40GB DDR4).
Dell R730xd pĂ«r dy herĂ« mĂ« lirĂ«? VetĂ«m kĂ«tu nĂ« HolandĂ«! Dell R420 â 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB â nga $99! Lexoni rreth
Burimi: habr.com
