你进入一条灯光昏暗的走廊，在那里你遇到了饱受痛苦折磨的贫困灵魂。 但他们在这里不会有平安，因为每一扇门后面都等待着他们更多的折磨和恐惧，充满了身体的所有细胞，充满了所有的思想。 你走近一扇门，门后传来令人毛骨悚然的地狱般的摩擦声和嗡嗡声。 你将仅存的勇气握成拳头，惊恐地伸出手，伸向门把手，突然有人从背后碰触你的肩膀，你吃惊地转过身来。 “几分钟后医生就会有空。 现在先坐下，我们会给你打电话。”护士温柔的声音告诉你。 显然，这就是一些人去看牙医的想象，他们对这些穿白大褂的“虐待狂”持极其消极的态度。 但今天我们不会谈论牙齿恐惧症，我们会谈论鳄鱼。 是的，是的，这与他们有关，或者更准确地说，与他们的牙齿有关，这些牙齿不需要牙科治疗。
美国密苏里大学的科学家对鳄鱼的牙齿进行了一项研究，结果显示了这些完美猎手的牙釉质的有趣特征，而这些特征恰恰依赖于它们的下颌。 科学家们发现了什么？现代鳄鱼的牙齿与其史前亲戚有何不同？这项研究有什么好处？ 我们从课题组的报告中了解到这一点。
研究基础
对于大多数脊椎动物来说，牙齿是获取和进食食物的不可或缺的属性（食蚁兽不算）。 有些捕食者在狩猎时依靠速度（猎豹），有些捕食者依靠团队（狮子），而对于某些捕食者来说，它们的咬合强度起着巨大的作用。 这也适用于鳄鱼，它们在水中偷偷接近受害者，并用强大的下巴抓住他们。 为了防止受害者逃跑，抓握必须有力，这会导致骨骼结构承受沉重的负荷。 为了抵消其强力咬合的负面影响，鳄鱼有第二个骨腭，它与头骨固定连接。
鳄鱼下巴闭合和张开的视觉演示。
鳄鱼牙齿的主要特征之一是当旧牙齿磨损时，它们会不断更换新牙齿。 事实上，鳄鱼的牙齿就像一个嵌套的娃娃，里面会长出新的牙齿。 大约每两年，颌骨中的每颗牙齿都会更换新牙。
注意这个“牙齿陷阱”关闭得有多紧。
鳄鱼的牙齿根据形状和相应的功能分为几类。 下巴的起始处有4颗大尖牙，这是有效捕获猎物所必需的。 中间有较厚的牙齿，沿着下颌增加。 这部分是切割猎物时所需要的。 在基部，牙齿变宽并变得更平坦，这使得鳄鱼能够像咬种子一样咬穿软体动物壳和龟壳。
鳄鱼的下巴有多坚固？ 当然，这取决于它的大小和类型。 例如，2003年，人们发现一条272公斤重的密西西比短吻鳄的咬合力约为9500 N（N - 牛顿，1 N = 1 kg m/s2）。 但重达 1308 公斤的咸水鳄鱼却表现出了令人惊叹的～34500 N。顺便说一句，人类的绝对咬合力约为 1498 N。
咬合的强度不太取决于牙齿，而是取决于下颌肌肉。 鳄鱼的这些肌肉非常密集，而且数量很多。 然而，负责闭嘴（提供咬合力）的非常发达的肌肉和负责张嘴的较弱的肌肉之间存在很大的差异。 这解释了为什么鳄鱼闭合的嘴可以用简单的胶带固定到位。
来吧，让我看看谁叫你小混蛋。
但鳄鱼需要下颌，不仅是为了获取食物而进行无情的捕杀，也是为了照顾它们的后代。 雌性鳄鱼经常用嘴叼着幼崽（很难为它们找到一个更安全的地方，因为谁愿意爬到那里）。 鳄鱼的嘴里装有非常敏感的感受器，它们可以调节咬合的力度，从而更好地抓住猎物或小心地携带婴儿。
不幸的是，人类的牙齿在旧牙脱落后就不会再长出来，但它们与鳄鱼有一些共同点——牙釉质。
图片#1：密西西比短吻鳄的尾牙。
牙釉质是牙冠的外壳。 它是人体以及许多其他脊椎动物中最强壮的部分。 然而，众所周知，我们的牙齿不会换新牙，因此我们的牙釉质必须更厚。 但鳄鱼的磨损牙齿会被新牙齿取代，因此不需要厚厚的牙釉质。 听起来很合乎逻辑，但事实真的如此吗？
科学家表示，了解一个分类群内牙釉质的变化将使我们能够在未来更好地记住牙釉质结构如何根据动物的生物力学和饮食而变化。
鳄鱼，即 鳄鱼mississippiensis，由于多种原因非常适合这项研究。 首先，他们的牙齿、咬合力和牙釉质结构会根据个人的年龄和体型而变化，这也是由于饮食的变化所致。 其次，鳄鱼牙齿根据其在颌骨中的位置而具有不同的形态。
图片2：a和b显示了大个体和小个体之间牙齿的差异，c-f显示了现代鳄鱼化石祖先的牙齿。
喙齿较薄，用于抓住猎物，而尾齿较钝，用于以较高的咬合力压碎猎物。 换句话说，牙齿上的负载取决于它在颌骨中的位置以及该颌骨所有者的大小。
本研究介绍了鳄鱼牙齿绝对牙釉质厚度（AET）和尺寸标准化（相对）牙釉质厚度（RET）的分析和测量结果。
AET 是从牙釉质-牙本质交界处到牙釉质外表面的平均距离的估计值，并且是线性测量值。 RET 是一个无量纲值，可让您比较不同尺度下牙釉质的相对厚度。
科学家评估了该物种 XNUMX 个个体的吻侧牙齿（位于下颌的“鼻子”）、中间牙齿（位于行的中间）和尾侧牙齿（位于下颌底部）的 AET 和 RET 鳄鱼mississippiensis.
同样重要的是要注意，牙釉质的结构可能取决于个人和整个物种的饮食。 鳄鱼的饮食非常广泛（它们捕获的就是它们吃的），但与它们早已灭绝的亲戚不同。 为了从牙釉质的角度测试这一点，科学家对化石进行了 AET 和 RET 分析 原鳄科 （UCMP 97638）， 哈库托鳄 （MTM 版本 2018.837）和 异颌鳄 （YPM-PU 16989）。 原鳄科 是侏罗纪时期的代表， 哈库托鳄 - 白垩纪时期，以及 异颌鳄 来自始新世。
在开始实际测量之前，研究人员集思广益并提出了几个理论假设：
- 假设 1a——由于 AET 是线性测量并且应取决于尺寸，因此 AET 的方差预计可以通过头骨尺寸得到最好的解释；
- 假设 1b——由于 RET 按大小标准化，预计 RET 的方差可以通过牙齿位置得到最好的解释；
- 假设 2a——由于 AET 和头骨长度是尺寸的线性度量，因此它们应该以等距斜率缩放；
- 假设 2b - 由于尾牙在牙弓中承受最大的咬合力，因此尾牙的 RET 较高。
下表提供了样本数据（鳄鱼头骨 鳄鱼mississippiensis，取自路易斯安那州大谢尼尔的洛克菲勒保护区和化石）。
表 1：鳄鱼牙齿扫描数据（吻端、中间和尾端）。
表 2：牙科数据（LSkull - 颅骨长度、hCrown - 牙冠高度、VE - 牙釉质体积、VD - 牙本质体积、SAEDJ - 牙釉质-牙本质界面面积、AET - 绝对牙釉质厚度、RET - 相对牙釉质厚度）。
研究结果
根据表 2 中提供的牙科数据，科学家得出结论，无论牙齿位置如何，牙釉质厚度都与头骨长度成等轴比。
表 3：AET 和 RET 值取决于变量。
图片#3：AET/RET 相对于头骨长度的缩放。
同时，尾牙上的牙釉质厚度比其他牙齿上的牙釉质厚度要大得多，但这也不取决于头骨的长度。
表4：高等脊椎动物牙釉质厚度的平均值（Crocodyliform - 鳄鱼的外分类群，Dinosaur - 恐龙，Artiodactyl - 偶蹄类，Odontocete - 鲸类亚目，Perissodactyl - 奇趾有蹄类动物，灵长类 - 灵长类动物，啮齿动物-啮齿动物）。
图片#4：尾牙的牙釉质厚度大于其他牙齿的牙釉质厚度。
有关缩放的数据（表 3）证实了假设 1a，解释了 AET 值对头骨长度的依赖性，而不是牙齿位置的依赖性。 但相反，RET 值取决于牙齿在排中的位置，而不是头骨的长度，这证实了假设 1b。
其余的假设（2a 和 2b）也得到了证实，如下通过对行中不同位置的牙齿牙釉质平均厚度的分析。
现代密西西比短吻鳄与其古代祖先的牙釉质厚度的比较显示出许多相似之处，但也存在差异。 因此，异颌鳄的牙釉质厚度比现代鳄鱼厚约 33%（下图）。
图片#5：根据牙冠高度比较鳄鱼和鳄鱼化石的平均牙釉质厚度。
总结以上所有数据，科学家得出结论：牙釉质的厚度直接取决于牙齿的作用。 如果需要这些牙齿进行破碎，它们的牙釉质会明显变厚。 此前发现尾齿的压力（压缩力）高于喙齿。 这正是由于它们的作用——抓住猎物并压碎骨头。 因此，较厚的牙釉质可以防止牙齿受损，因为牙齿在营养过程中承受最大的压力。 事实上，有证据表明，尽管压力很大，鳄鱼的尾牙断裂的频率要低得多。
另外，还发现牙齿 异颌鳄 牙釉质比其他研究的鳄鱼类动物的牙釉质要厚得多。 据信，这种化石物种更喜欢以海龟为食，击碎它们的壳需要坚固的牙齿和厚厚的牙釉质。
科学家还比较了鳄鱼和一些恐龙的牙釉质厚度，估计了相应的重量和体型。 该分析表明鳄鱼具有更厚的牙釉质（见下图）。
图片#6：鳄鱼和恐龙牙釉质厚度的比较。
奇怪的是，霸王龙的牙釉质厚度几乎与体型小得多的异颌鳄甚至现代鳄鱼的牙釉质厚度相同。 鳄鱼的牙齿结构可以用它们的狩猎和饮食习惯来解释，这是合乎逻辑的。
然而，尽管有记录，祖龙（鳄鱼、恐龙、翼龙等）的牙釉质比哺乳动物的牙釉质薄。
图片#7：鳄鱼和一些哺乳动物物种的牙釉质厚度 (AET) 的比较。
为什么严重依赖下巴的猎人的牙釉质比哺乳动物的牙釉质薄？ 这个问题的答案一开始就已经存在——用新牙齿替换磨损的牙齿。 虽然鳄鱼有坚固的牙齿，但可以说它们不需要超级坚固的牙齿，因为新牙齿总是会取代破损的牙齿。 哺乳动物（大多数）不具备这种天赋。
图片#8：鳄鱼和一些哺乳动物物种牙釉质厚度 (RET) 的比较。
更准确地说，祖龙的牙釉质厚度为 0.01 至 0.314 毫米，哺乳动物的牙釉质厚度为 0.08 至 2.3 毫米。 正如他们所说，差异是显而易见的。
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结语
牙齿，无论听起来多么奇怪，都是获取食物的极其重要的工具。 是的，现代人总是可以纠正与牙齿有关的任何缺陷，但在野外的代表中没有牙医。 甚至人们并不总是知道什么是牙科治疗。 因此，有些物种选择坚固耐用的牙齿，而另一些物种则喜欢更换它们，比如手套。 鳄鱼及其远亲可以分为这两类。 鳄鱼的牙齿上的牙釉质非常厚，这是有效抓住猎物和压碎骨头所必需的，但在严重的压力下，它们的牙齿仍然会磨损，有时甚至会断裂。 在这种情况下，新牙齿会取代旧牙齿。
对于一个人来说，一个显着特征是对生拇指，它在许多努力中给我们带来了很大帮助，从“拿着一根棍子，操树枝上烦人的邻居”，到“拿着一支笔，写一首十四行诗”。 ” 对于鳄鱼来说，这样的工具就是它们的下巴，特别是它们的牙齿。 正是身体的这个部分使鳄鱼成为危险且致命的猎人，应该避免。
周五非顶：
一部非常有趣且美观的短片，其中鳄鱼并不完全是鳄鱼。
一部关于如何不能相信水中可疑“原木”的漫画，尤其是当你是角马时。
感谢您的阅读，保持好奇心，祝大家周末愉快！ 🙂
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来源： habr.com