Kuzungumza juu ya meno kwa watu mara nyingi huhusishwa na caries, braces na sadists katika kanzu nyeupe ambao huota tu kutengeneza shanga kutoka kwa meno yako. Lakini utani kando, kwa sababu bila madaktari wa meno na sheria zilizowekwa za usafi wa mdomo, tungekula viazi zilizosagwa na supu tu kupitia majani. Na kila kitu ni lawama kwa mageuzi, ambayo yalitupa mbali na meno ya kudumu zaidi, ambayo bado hayafanyi upya, ambayo labda yanapendeza kwa wawakilishi wa sekta ya meno. Ikiwa tunazungumza juu ya meno ya wawakilishi wa porini, basi simba wakubwa, papa wa damu na fisi chanya hukumbuka mara moja. Walakini, licha ya nguvu na nguvu za taya zao, meno yao si ya kushangaza kama yale ya urchins wa baharini. Ndio, mpira huu wa sindano chini ya maji, ukipanda juu ambayo unaweza kuharibu sehemu nzuri ya likizo yako, una meno mazuri kabisa. Kwa kweli, hakuna wengi wao, watano tu, lakini ni wa kipekee kwa njia yao wenyewe na wanaweza kujiboresha. Wanasayansi walitambuaje kipengele kama hicho, mchakato huu unaendeleaje na unawezaje kuwasaidia watu? Tunajifunza kuhusu hili kutokana na ripoti ya kikundi cha utafiti. Nenda.
Msingi wa utafiti
Kwanza kabisa, inafaa kumjua mhusika mkuu wa utafiti - Strongylocentrotus fragilis, kwa maneno ya kibinadamu, na urchin ya bahari ya pink. Aina hii ya uchini wa baharini sio tofauti sana na wenzao wengine, isipokuwa umbo la bapa zaidi kwenye nguzo na rangi ya kupendeza. Wanaishi kwa kina kirefu (kutoka 100 m hadi 1 km), na hukua hadi 10 cm kwa kipenyo.
"Mifupa" ya urchin ya bahari, ambayo inaonyesha ulinganifu wa tano-ray.
Urchins za baharini ni, bila kujali jinsi inaweza kuonekana kuwa mbaya, sawa na mbaya. Wa kwanza wana umbo la karibu la pande zote la mwili na ulinganifu unaojulikana wa boriti tano, wakati wa mwisho ni wa asymmetric zaidi.
Kitu cha kwanza kinachovutia macho yako unapomwona urchin ya baharini ni mito yake ambayo hufunika mwili mzima. Katika aina tofauti, sindano inaweza kuwa kutoka 2 mm hadi cm 30. Mbali na sindano, mwili una spheridia (viungo vya usawa) na pedicellaria (michakato inayofanana na forceps).
Meno yote matano yanaonekana wazi katikati.
Ili kuonyesha urchin ya baharini, kwanza unahitaji kusimama chini, kwani ufunguzi wake wa mdomo uko kwenye sehemu ya chini ya mwili, lakini mashimo mengine yapo juu. Kinywa cha urchins za baharini kina vifaa vya kutafuna vilivyo na jina zuri la kisayansi "taa ya Aristotle" (Aristotle ndiye aliyeelezea chombo hiki kwanza na kukilinganisha kwa umbo na taa ya zamani ya portable). Kiungo hiki kina vifaa vya taya tano, ambayo kila mmoja huisha kwa jino kali (taa ya Aristotelian ya hedgehog ya pink iliyochunguzwa imeonyeshwa kwenye picha 1C hapa chini).
Kuna dhana kwamba uimara wa meno ya urchins ya bahari huhakikishwa na kunoa kwao mara kwa mara, ambayo hutokea kwa uharibifu wa taratibu wa sahani za meno yenye madini ili kudumisha ukali wa uso wa mbali.
Lakini ni jinsi gani mchakato huu unaendelea, ni meno gani yanahitaji kuimarishwa na ambayo sio, na uamuzi huu muhimu unafanywaje? Wanasayansi wamejaribu kupata majibu ya maswali haya.
Matokeo ya utafiti
Picha #1
Kabla ya kufunua siri za meno za urchins za bahari, fikiria muundo wa meno yao kwa ujumla.
Kwenye picha 1A-1C shujaa wa utafiti anaonyeshwa - urchin ya bahari ya pink. Kama urchins zingine za baharini, wawakilishi wa spishi hii hupata sehemu zao za madini kutoka kwa maji ya bahari. Miongoni mwa vipengele vya mifupa, meno yana madini mengi (kwa 99%) na calcite yenye magnesiamu.
Kama tulivyojadili hapo awali, hedgehogs hutumia meno yao kugema chakula. Lakini zaidi ya hayo, kwa msaada wa meno yao, wanajichimba mashimo, ambayo hujificha kutoka kwa wanyama wanaowinda wanyama au hali mbaya ya hewa. Kwa kuzingatia matumizi haya ya kawaida ya meno, mwisho lazima uwe na nguvu sana na mkali.
Kwenye picha 1D tomografia iliyo na kompyuta ndogo ya sehemu ya jino zima imeonyeshwa, na kuifanya iwe wazi kuwa jino huundwa kando ya mviringo wa mviringo na sehemu ya msalaba yenye umbo la T.
Sehemu ya msalaba ya jino (1E) inaonyesha kwamba jino linaundwa na kanda tatu za kimuundo: laminae ya msingi, eneo la calculus, na lamellae ya sekondari. Eneo la mawe lina nyuzi za kipenyo kidogo, zimezungukwa na shell ya kikaboni. Nyuzi hizo zimefungwa kwenye matrix ya polycrystalline inayojumuisha chembe za kalisi zenye magnesiamu. Kipenyo cha chembe hizi ni karibu 10-20 nm. Watafiti wanaona kuwa mkusanyiko wa magnesiamu sio sawa katika jino lote na huongezeka karibu na mwisho wake, ambayo hutoa upinzani wake wa kuvaa na ugumu.
Sehemu ya longitudinal (1F) ya calculus ya jino inaonyesha uharibifu wa nyuzi, pamoja na kujitenga, ambayo hutokea kutokana na delamination katika interface kati ya nyuzi na shell kikaboni.
Veneers msingi kawaida linajumuisha calcite fuwele moja na ziko juu ya uso mbonyeo wa jino, wakati veneers sekondari kujaza uso concave.
Pichani 1G mtu anaweza kuona safu ya bamba za msingi zilizopinda zikiwa sambamba. Picha pia inaonyesha nyuzi na matrix ya polycrystalline inayojaza nafasi kati ya sahani. keli (1H) huunda msingi wa sehemu ya T inayopita na huongeza ugumu wa kujipinda kwa jino.
Kwa kuwa tunajua ni muundo gani jino la urchin ya bahari ya pink ina, sasa tunahitaji kujua mali ya mitambo ya vipengele vyake. Kwa hili, vipimo vya compression vilifanywa kwa kutumia darubini ya elektroni ya skanning na njia nanoindentation*. Sampuli zilizokatwa kando ya mwelekeo wa longitudinal na transverse wa jino zilishiriki katika vipimo vya nanomechanical.
Nanoindentation* - angalia nyenzo kwa njia ya kuingilia ndani ya uso wa sampuli ya chombo maalum - indenter.
Uchambuzi wa data ulionyesha kuwa wastani wa moduli ya Young (E) na ugumu (H) kwenye ncha ya jino katika mwelekeo wa longitudinal na transverse ni: EL = 77.3 Β± 4,8 GPa, HL = 4.3 Β± 0.5 GPa (longitudinal) na ET = 70.2 Β± 7.2 GPA, HT = 3,8 Β± 0,6 GPa (transverse).
Moduli ya vijana* - kiasi cha kimwili kinachoelezea uwezo wa nyenzo kupinga mvutano na ukandamizaji.
Ugumu* - mali ya nyenzo za kupinga kuanzishwa kwa mwili imara zaidi (indenter).
Kwa kuongeza, mapumziko yalifanywa kwa mwelekeo wa longitudinal na mzigo wa ziada wa mzunguko ili kuunda mfano wa uharibifu wa ductile kwa eneo la mawe. Washa 2A curve ya kuhamisha mzigo imeonyeshwa.
Picha #2
Moduli ya kila mzunguko ilikokotolewa kulingana na mbinu ya Oliver-Farr kwa kutumia data ya upakuaji. Mizunguko ya ujongezaji ilionyesha kupungua kwa monotonic kwa moduli na kuongezeka kwa kina cha ujongezaji (2V) Kuzorota kwa ugumu kama huo kunaelezewa na mkusanyiko wa uharibifu (2C) kama matokeo ya deformation isiyoweza kutenduliwa. Ni vyema kutambua kwamba maendeleo ya tatu hutokea karibu na nyuzi, na si kwa njia yao.
Sifa za kimitambo za viambajengo vya meno pia zilitathminiwa kwa kutumia majaribio ya mgandamizo wa mikropila ya nusu-tuli. Boriti ya ioni iliyolengwa ilitumiwa kutengeneza nguzo zenye ukubwa wa mikromita. Ili kutathmini nguvu ya uhusiano kati ya sahani za msingi kwenye upande wa mbonyeo wa jino, nguzo ndogo zilitengenezwa kwa mwelekeo wa oblique kuhusiana na kiolesura cha kawaida kati ya sahani (2D) Pichani 2E safu ndogo iliyo na kiolesura cha kutega inaonyeshwa. Na kwenye chati 2F matokeo ya kipimo cha shinikizo la shear yanaonyeshwa.
Wanasayansi wanaona ukweli wa kuvutia - moduli iliyopimwa ya elasticity ni karibu nusu ya vipimo vya indentation. Tofauti hii kati ya vipimo vya indentation na compression pia inajulikana kwa enamel ya jino. Kwa sasa, kuna nadharia kadhaa zinazoelezea tofauti hii (kutoka kwa ushawishi wa mazingira wakati wa vipimo hadi uchafuzi wa sampuli), lakini hakuna jibu wazi kwa swali la kwa nini tofauti hutokea.
Hatua iliyofuata katika uchunguzi wa meno ya sungura wa baharini ilikuwa majaribio ya uvaaji yaliyofanywa kwa kutumia darubini ya elektroni ya skanning. Jino liliunganishwa kwa kishikilia maalum na kushinikizwa dhidi ya sehemu ndogo ya almasi ya ultrananocrystalline (3A).
Picha #3
Wanasayansi wanaona kuwa toleo lao la mtihani wa kuvaa ni kinyume cha kile ambacho kawaida hufanywa wakati ncha ya almasi inapowekwa kwenye substrate ya nyenzo zinazojifunza. Mabadiliko katika mbinu ya mtihani wa kuvaa huruhusu ufahamu bora wa sifa za miundo ndogo na vipengele vya meno.
Kama tunaweza kuona kwenye picha, wakati mzigo muhimu unafikiwa, chips huanza kuunda. Inafaa kuzingatia kwamba nguvu ya "bite" ya taa ya Aristotelian kwenye urchins ya bahari inatofautiana kulingana na spishi kutoka kwa 1 hadi 50 mpya. Katika mtihani, nguvu kutoka kwa mamia ya micronewtons hadi 1 newton ilitumiwa, i.e. kutoka kwa 1 hadi 5 mpya kwa taa nzima ya Aristotelian (kwani kuna meno tano).
Pichani 3B(i) chembe ndogo (mshale nyekundu) huonekana, hutengenezwa kutokana na kuvaa kwa eneo la mawe. Kadiri eneo la mawe linavyochakaa na kushikana, nyufa kwenye miingiliano kati ya sahani zinaweza kutokea na kuenea kwa sababu ya upakiaji wa ukandamizaji na mkusanyiko wa mkazo katika eneo la sahani za calcite. Vijipicha 3B(ii) ΠΈ 3B(iii) onyesha mahali ambapo vipande vilivunjika.
Kwa kulinganisha, aina mbili za majaribio ya kuvaa zilifanyika: na mzigo wa mara kwa mara unaofanana na mwanzo wa mavuno (WCL) na kwa mzigo wa mara kwa mara unaofanana na nguvu ya mavuno (WCS). Matokeo yake, tofauti mbili za kuvaa meno zilipatikana.
Video ya jaribio la Vaa:
Awamu ya I
Hatua ya II
Hatua ya III
Hatua ya IV
Katika kesi ya mzigo wa mara kwa mara katika mtihani wa WCL, ukandamizaji wa eneo hilo ulizingatiwa, hata hivyo, hakuna uharibifu au uharibifu mwingine wa sahani uligunduliwa.4A) Lakini katika mtihani wa WCS, wakati nguvu ya kawaida iliongezeka ili kudumisha voltage ya kawaida ya mawasiliano, kupigwa na kuanguka nje ya sahani kulionekana.4V).
Picha #4
Maoni haya yanathibitishwa na njama (4C) vipimo vya eneo la ukandamizaji na kiasi cha sahani zilizopigwa kulingana na urefu wa sliding (sampuli juu ya almasi wakati wa mtihani).
Grafu hii pia inaonyesha kuwa kwa upande wa WCL hakuna chipsi zinazoundwa hata kama umbali wa kuteleza ni mkubwa kuliko katika hali ya WCS. Ukaguzi wa sahani zilizobanwa na kuchapwa 4V inakuwezesha kuelewa vizuri utaratibu wa kujipiga kwa meno ya urchin ya bahari.
Eneo la eneo lililoshinikizwa la jiwe huongezeka kadiri sahani inavyopasuka, na kusababisha sehemu ya eneo lililoshinikizwa kuondolewa. [4B(iii-v)]. Vipengele vya miundo midogo kama vile kifungo kati ya mawe na slabs huwezesha mchakato huu. Hadubini imeonyesha kuwa nyuzi kwenye kalkulasi zimepinda na kupenya kupitia tabaka za mabamba kwenye sehemu ya mbonyeo ya jino.
Kwenye chati 4C kuna kuruka kwa kiasi cha eneo lililokatwa wakati sahani mpya imetengwa kutoka kwa jino. Inashangaza kwamba wakati huo huo kuna kupungua kwa kasi kwa upana wa eneo la oblate (4D), ambayo inaonyesha mchakato wa kujipiga.
Kwa ufupi, majaribio haya yameonyesha kuwa wakati wa kudumisha mzigo wa kawaida (sio muhimu) wakati wa vipimo vya kuvaa, ncha inakuwa butu, wakati jino linabaki mkali. Inatokea kwamba meno ya hedgehogs yanapigwa wakati wa matumizi, ikiwa mzigo hauzidi moja muhimu, vinginevyo uharibifu (chips) unaweza kutokea, na sio kuimarisha.
Picha #5
Ili kuelewa jukumu la miundo ya meno, mali zao na mchango wao kwa utaratibu wa kujipiga, uchambuzi wa kipengele usio na mwisho wa mchakato wa kuvaa ulifanyika.5A) Ili kufanya hivyo, picha za sehemu ya longitudinal ya ncha ya jino ilitumiwa, ambayo ilitumika kama msingi wa mfano wa pande mbili unaojumuisha jiwe, sahani, keel na miingiliano kati ya sahani na jiwe.
Picha 5B-5H ni viwanja vya contour ya kigezo cha Mises (kigezo cha plastiki) kwenye ukingo wa eneo la jiwe na slab. Wakati jino limebanwa, calculus hupitia uharibifu mkubwa wa viscoplastic, hujilimbikiza uharibifu na kupungua ("flattens") (5B ΠΈ 5C) Ukandamizaji zaidi huleta ukanda wa kukata kwenye jiwe, ambapo uharibifu mwingi wa plastiki na uharibifu hujilimbikiza, na kubomoa sehemu ya jiwe, na kuileta kwenye mguso wa moja kwa moja na substrate.5D) Mgawanyiko kama huo wa jiwe katika mfano huu unalingana na uchunguzi wa majaribio (vipande vilivyogawanyika kwenye 3B(i)) Mfinyazo pia husababisha utengano kati ya bamba kwani vipengee vya kiolesura vinawekwa kwenye upakiaji mchanganyiko na kusababisha mshikamano (kumenya). Kadiri eneo la mawasiliano linavyoongezeka, mikazo ya mawasiliano huongezeka, na kusababisha kuanzishwa na kuenea kwa ufa kwenye kiolesura (5B-5E) Kupoteza kwa kushikamana kati ya sahani huimarisha kink, ambayo husababisha sahani ya nje kuondokana.
Kukwaruza huzidisha uharibifu wa kiolesura unaosababisha kuondolewa kwa sahani wakati sahani zinagawanyika (ambapo nyufa hutoka kwenye kiolesura na kupenya bamba; 5G) Mchakato unapoendelea, vipande vya sahani vinatengwa kutoka ncha ya jino (5H).
Inashangaza kwamba simulation hiyo inatabiri kwa usahihi kupunguka katika maeneo ya mawe na sahani, ambayo wanasayansi tayari wamegundua wakati wa uchunguzi (3B ΠΈ 5I).
Kwa ufahamu wa kina zaidi na nuances ya utafiti, napendekeza kutazama ΠΈ kwake.
Epilogue
Kazi hii ilithibitisha tena kwamba mageuzi hayakuunga mkono sana meno ya binadamu. Kwa kweli, katika utafiti wao, wanasayansi waliweza kuchunguza kwa undani na kuelezea utaratibu wa kujipiga kwa meno ya urchins ya bahari, ambayo inategemea muundo usio wa kawaida wa jino na mzigo sahihi juu yake. Sahani zinazofunika jino la hedgehog hutoka chini ya mzigo fulani, ambayo inakuwezesha kuweka jino kali. Lakini hii haina maana kwamba urchins za bahari zinaweza kuponda mawe, kwa sababu wakati viashiria muhimu vya mzigo vinafikiwa, nyufa na chips huunda kwenye meno. Inabadilika kuwa kanuni "kuna nguvu, hakuna akili inahitajika" hakika haitaleta faida yoyote.
Mtu anaweza kufikiri kwamba utafiti wa meno ya wenyeji wa bahari ya kina hauleti faida yoyote kwa mwanadamu, isipokuwa kwa kuridhika kwa udadisi usio na uwezo wa kibinadamu. Walakini, maarifa yaliyopatikana wakati wa utafiti huu yanaweza kutumika kama msingi wa uundaji wa aina mpya za nyenzo ambazo zitakuwa na mali sawa na meno ya hedgehogs - upinzani wa kuvaa, kujinoa kwa kiwango cha nyenzo bila msaada wa nje na uimara.
Iwe hivyo, asili ina siri nyingi ambazo bado hatujafunua. Je, zitasaidia? Labda ndio, labda sivyo. Lakini wakati mwingine, hata katika utafiti mgumu zaidi, wakati mwingine sio marudio ambayo ni muhimu, lakini safari yenyewe.
Ijumaa kutoka juu:
Misitu ya chini ya maji ya mwani mkubwa hutumika kama mahali pa kukutanikia samaki wa baharini na wakaaji wengine wasio wa kawaida wa baharini. (BBC Earth, voice-over - David Attenborough).
Asante kwa kutazama, endelea kutaka kujua na uwe na wikendi njema kila mtu! π
Asante kwa kukaa nasi. Je, unapenda makala zetu? Je, ungependa kuona maudhui ya kuvutia zaidi? Tuunge mkono kwa kuweka agizo au kupendekeza kwa marafiki, Punguzo la 30% kwa watumiaji wa Habr kwenye analogi ya kipekee ya seva za kiwango cha kuingia, ambayo tulikutengenezea: (inapatikana kwa RAID1 na RAID10, hadi cores 24 na hadi 40GB DDR4).
Dell R730xd mara 2 nafuu? Hapa tu nchini Uholanzi! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - kutoka $99! Soma kuhusu
Chanzo: mapenzi.com