Du kommer in i en svagt upplyst korridor, där du möter utblottade själar som plågas av smärta och lidande. Men de kommer inte att få fred här, för bakom var och en av dörrarna väntar dem ännu mer plåga och rädsla, som fyller alla kroppens celler och fyller alla tankar. Du närmar dig en av dörrarna, bakom vilken du kan höra ett helvetes malande och surrande som kyler dig ända till benet. Genom att samla ditt kvarvarande mod till en knytnäve sträcker du ut din hand, kall av fasa, till dörrhandtaget, när plötsligt någon rör din axel bakifrån och du, förvånad överraskad, vänder dig om. "Läkaren kommer att vara ledig om några minuter. Sätt dig ner nu, vi ringer dig”, säger sköterskans milda röst till dig. Tydligen är det precis så som vissa föreställer sig att gå till tandläkaren och har en extremt negativ inställning till dessa "sadister" i vita rockar. Men idag ska vi inte prata om dentofobi, vi kommer att prata om krokodiler. Ja, ja, det handlar om dem, eller mer exakt om deras tänder, som inte behöver tandvård.
Forskare från University of Missouri (USA) genomförde en studie av tänderna på krokodiler, som visade intressanta egenskaper hos emaljen hos dessa oklanderliga jägare, förlitade sig exakt på deras käkar. Vad har forskare tagit reda på, hur skiljer sig moderna krokodilers tänder från sina förhistoriska släktingar och vad är fördelen med denna forskning? Vi lär oss om detta från forskargruppens rapport.
Forskningsunderlag
För de flesta ryggradsdjur är tänder en integrerad egenskap för att få och äta mat (myrslokar räknas inte). Vissa rovdjur förlitar sig på snabbhet när de jagar (geparder), andra på laget (lejon), och för vissa spelar styrkan i deras bett en stor roll. Det gäller även krokodiler, som smyger sig på sina offer i vattnet och tar tag i dem med sina kraftfulla käkar. För att förhindra att den drabbade rymmer måste greppet vara kraftfullt, och detta resulterar i stora belastningar på benstrukturen. För att neutralisera den negativa effekten av deras kraftfulla bett har krokodiler en sekundär benig gom, som är fast ansluten till skallen.
En visuell demonstration av stängning och öppning av en krokodils käke.
En av huvuddragen hos krokodiltänder är att de ständigt ersätts med nya när de gamla slits ut. Faktum är att krokodilers tänder liknar en häckande docka, inuti vilken nya tänder utvecklas. Ungefär en gång vartannat år byts var och en av tänderna i käken ut mot nya.
Lägg märke till hur tätt denna "tandfälla" stängs.
Krokodilers tänder är indelade i flera kategorier baserat på form och motsvarande funktionalitet. I början av käken finns det 4 stora huggtänder, som behövs för effektiv fångst av bytesdjur. I mitten finns tjockare tänder, som ökar längs käken. Denna del behövs för att skära byten. Vid basen vidgas tänderna och blir plattare, vilket gör att krokodiler kan bita sig igenom blötdjursskal och sköldpaddsskal som frön.
Hur stark är en krokodils käke? Naturligtvis beror detta på dess storlek och typ. Till exempel, 2003 fann man att 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 tunga saltvattenkrokodilen demonstrerade en häpnadsväckande ～34500 N. Förresten, den absoluta bitkraften hos människor är ungefär 1498 N.
Betets styrka beror inte så mycket på tänderna, utan på käkmusklerna. Hos krokodiler är dessa muskler mycket täta och det finns många av dem. Det finns dock en stark skillnad mellan de mycket utvecklade musklerna som ansvarar för att stänga munnen (vilket ger sådan bitkraft) och de svaga musklerna som ansvarar för att öppna munnen. Detta förklarar varför en krokodils stängda mun kan hållas på plats med enkel tejp.
Kom igen, visa mig vem som kallade dig en liten tönt.
Men krokodiler behöver en käke inte bara för skoningslösa dödande för mat, utan också för att ta hand om sina avkommor. Krokodilerkvinnor bär ofta sina ungar i käkarna (det är svårt att hitta en säkrare plats för dem, för vem skulle vilja klättra dit). Krokodilers mun är utrustad med mycket känsliga receptorer, tack vare vilka de kan reglera kraften i deras bett, vilket gör att de bättre kan hålla byten eller försiktigt bära spädbarn.
Mänskliga tänder växer tyvärr inte tillbaka efter att de gamla faller ut, men de har något gemensamt med krokodiler - emalj.
Bild #1: Stjärtstand på en Alligator mississippiensis.
Emalj är det yttre skalet på tandkronan. Det är den starkaste delen av människokroppen, liksom många andra ryggradsdjur. Men som vi vet förändras inte våra tänder för nya, därför måste vår emalj vara tjockare. Men hos krokodiler ersätts slitna tänder med nya, så det behövs ingen tjock emalj. Låter ganska logiskt, men är det verkligen så?
Forskare säger att förståelse av förändringar i emalj inom ett taxon kommer att göra det möjligt för oss att bättre komma ihåg i framtiden hur emaljens struktur förändras beroende på djurets biomekanik och diet.
Krokodiler, nämligen Alligator mississippiensis, passar utmärkt för denna studie av flera skäl. För det första förändras deras tänder, bettkraft och emaljstruktur beroende på individens ålder och storlek, vilket också beror på förändringar i kosten. För det andra har krokodiltänder olika morfologi beroende på deras position i käken.
Bild nr 2: a och b visar skillnaden i tänder mellan stora och små individer, c-f visar tänderna på moderna krokodilers fossila förfäder.
De rostrala tänderna är tunna och används för att gripa byten, medan stjärtständerna är trubbiga och används för att krossa med högre bitkrafter. Med andra ord beror belastningen på en tand på dess position i käken och på storleken på ägaren av denna käke.
Denna studie presenterar resultaten av analysen och mätningarna av absolut emaljtjocklek (AET) och storleksstandardiserad (relativ) emaljtjocklek (RET) av krokodiltänder.
AET är en uppskattning av det genomsnittliga avståndet från emalj-dentinövergången till den yttre emaljytan och är ett linjärt mått. Och RET är ett dimensionslöst värde som låter dig jämföra den relativa tjockleken på emalj i olika skalor.
Forskare bedömde AET och RET för rostraltänderna (vid "näsan" på käken), mellanliggande (i mitten av raden) och kaudala (vid käkbasen) tänder hos sju individer av arten Alligator mississippiensis.
Det är också viktigt att notera att emaljens struktur kan bero på individens kost och arten som helhet. Krokodiler har en mycket omfattande diet (det de fångar är vad de äter), men det är annorlunda än deras släktingar, som för länge sedan har dött ut. För att testa detta ur ett emaljperspektiv genomförde forskare en AET- och RET-analys av fossilerna Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) och Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae är en representant för juraperioden, Iharkutosuchus - Kritaperioden, och Allognathosuchus från eocen.
Innan de började med faktiska mätningar brainstormade forskarna och föreslog flera teoretiska hypoteser:
- Hypotes 1a – Eftersom AET är ett linjärt mått och bör bero på storlek, förväntas variansen i AET bäst förklaras av skallstorleken;
- Hypotes 1b—Eftersom RET är standardiserat efter storlek, förväntas variansen i RET bäst förklaras av tandpositionen;
- Hypotes 2a—Eftersom AET och skalllängd är linjära storleksmått bör de skala med en isometrisk lutning;
- Hypotes 2b - Eftersom kaudala tänder upplever de största bettkrafterna i valvet, kommer därför RET att vara högre i kaudala tänder.
Tabellerna nedan visar exempeldata (skallar från krokodiler Alligator mississippiensis, taget från Rockefeller Reserve i Grand Chenier, Louisiana, och fossiler).
Tabell nr 1: krokodiltänder skanningsdata (rostral, intermediär och caudal).
Tabell nr 2: dentala data (LSkull - skallelängd, hCrown - kronhöjd, VE - emaljvolym, VD - dentinvolym, SAEDJ - emalj-dentingränsyta, AET - absolut emaljtjocklek, RET - relativ emaljtjocklek).
Forskningsresultat
Enligt de tanddata som presenteras i tabell 2 drog forskarna slutsatsen att emaljtjockleken skalar isometriskt med skalllängden, oavsett tandposition.
Tabell nr 3: AET- och RET-värden beroende på variabler.
Bild #3: AET/RET-skalning i förhållande till skalllängden.
Samtidigt är tjockleken på emaljen på kaudaltänderna mycket större än på de andra, men detta beror inte heller på längden på skallen.
Tabell nr 4: medelvärden för emaljtjocklek hos högre ryggradsdjur (Crocodyliform - extra-taxon grupp av krokodiler, Dinosaurier - dinosaurier, Artiodactyl - artiodactyls, Odontocete - underordning av valar, Perissodactyl - udda-tåade hovdjur, Primat-hovdjur, Primater Gnagare - gnagare).
Bild #4: Tjockleken på emaljen på de kaudala tänderna är större än på de andra tänderna.
Data angående skalning (tabell nr 3) bekräftade hypotes 1a, vilket förklarar beroendet av AET-värdet på längden på skallen och inte på tandens position. Men RET-värden beror tvärtom på tandens position i raden och inte på längden på skallen, vilket bekräftar hypotes 1b.
De återstående hypoteserna (2a och 2b) bekräftades också, enligt analysen av den genomsnittliga tjockleken på emaljen på tänder med olika positioner i raden.
En jämförelse av emaljtjockleken hos den moderna Mississippi-alligatorn och dess gamla förfäder visade många likheter, men det fanns också skillnader. Således, i Allognathosuchus är emaljens tjocklek cirka 33% större än hos moderna krokodiler (bild nedan).
Bild #5: Jämförelse av genomsnittlig emaljtjocklek i alligator och fossila krokodylianer baserat på tandkronans höjd.
Genom att sammanfatta alla ovanstående data kom forskare till slutsatsen att emaljens tjocklek direkt beror på, så att säga, tändernas roll. Om dessa tänder behövs för att krossa, kommer deras emalj att vara betydligt tjockare. Det har tidigare funnits att trycket (kompressionskraften) hos kaudala tänder är högre än hos rostraltänderna. Detta beror just på deras roll - att hålla byten och krossa ben. Således förhindrar tjockare emalj skador på tänderna, som utsätts för maximal stress under näring. Faktum är att bevis tyder på att kaudala tänder hos krokodiler går sönder mycket mindre ofta, trots svår stress.
Dessutom fann man att tänder Allognathosuchus emaljen är betydligt tjockare än hos andra krokodylianer som studerats. Man tror att denna fossila art föredrog att livnära sig på sköldpaddor, och att krossa deras skal kräver starka tänder och tjock emalj.
Forskare jämförde också tjockleken på emaljen hos krokodiler och vissa dinosaurier, motsvarande uppskattade vikt och storlek. Denna analys visade att krokodylianer hade tjockare emalj (diagram nedan).
Bild #6: Jämförelse av emaljtjockleken hos krokodiler och dinosaurier.
Det är konstigt att tyrannosauridens emalj var nästan lika tjock som den hos de mycket mindre Allognathosuchus och till och med moderna krokodiler. Det är logiskt att krokodilers tandstruktur förklaras av deras vanor när det gäller jakt och kost.
Men trots deras register är emaljen hos arkosaurier (krokodiler, dinosaurier, pterosaurier, etc.) tunnare än hos däggdjur.
Bild #7: Jämförelse av emaljtjocklek (AET) för krokodiler och vissa däggdjursarter.
Varför är det så att jägares emalj, som förlitar sig så mycket på sina käkar, är tunnare än hos däggdjur? Svaret på denna fråga var redan i början - att ersätta slitna tänder med nya. Även om krokodiler har starka tänder så behöver de inte så att säga superstarka tänder, eftersom en ny tand alltid kommer att ersätta en trasig. Däggdjur (för det mesta) har inte denna talang.
Bild #8: Jämförelse av emaljtjocklek (RET) för krokodiler och vissa däggdjursarter.
Mer exakt varierar tjockleken på emaljen hos arkosaurier från 0.01 till 0.314 mm och hos däggdjur från 0.08 till 2.3 mm. Skillnaden är som de säger uppenbar.
För en mer detaljerad titt på nyanserna i studien rekommenderar jag att ta en titt på
Epilog
Tänder, hur konstigt det än kan låta, är ett oerhört viktigt verktyg för att skaffa mat. Ja, den moderna människan kan alltid korrigera alla defekter som är förknippade med tänder, men bland representanterna för det vilda finns inga tandläkare. Inte ens folk visste alltid vad tandvård var. Därför väljer vissa arter starka och hållbara tänder, medan andra föredrar att byta dem, som handskar. Krokodiler och deras avlägsna släktingar kan klassificeras i båda grupperna. Emaljen på tänderna, som är nödvändiga för att effektivt hålla byten och krossa ben, är ganska tjock hos krokodiler, men med tanke på den allvarliga stressen slits deras tänder fortfarande ut och går ibland sönder. I sådana fall tar en ny tand den gamla tandens plats.
För en person är en av de utmärkande dragen den motsatta tummen, som har hjälpt oss mycket i många ansträngningar, allt från "ta en pinne och knulla den irriterande grannen på grenen" och sluta med "ta en penna och skriv en sonett. ” För krokodiler är ett sådant verktyg deras käkar, särskilt deras tänder. Det är denna del av kroppen som gör krokodiler till så farliga och dödliga jägare som bör undvikas.
Fredag off-top:
En mycket intressant och estetiskt vacker kort tecknad film där krokodilen inte riktigt är en krokodil.
En tecknad serie om hur du inte kan lita på misstänkta "stockar" i vattnet, särskilt om du är en gnu.
Tack för att du läser, håll dig nyfiken och ha en trevlig helg grabbar! 🙂
Tack för att du stannar hos oss. Gillar du våra artiklar? Vill du se mer intressant innehåll? Stöd oss genom att lägga en beställning eller rekommendera till vänner, 30 % rabatt för Habr-användare på en unik analog av nybörjarservrar, som uppfanns av oss för dig: (tillgänglig med RAID1 och RAID10, upp till 24 kärnor och upp till 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 gånger billigare? Bara här i Nederländerna! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - från $99! Läs om
Källa: will.com