جنية الأسنان لا تعمل هنا: بنية المينا لأسنان التماسيح وأجدادهم ما قبل التاريخ

تذهب إلى الممر بضوء خافت ، ستجد فيه نفوسًا معدية تعذبها الألم والمعاناة. لكنهم لن يكونوا في سلام هنا ، لأنه خلف كل من الأبواب سيكون هناك المزيد من العذاب والخوف ، والتي تملأ جميع خلايا الجسم وتملأ كل الأفكار. أتيت إلى أحد الأبواب ، تسمع خلفه جحيمًا من حشرجة الموت والأزيز ، تشق طريقها إلى العظام. جمع بقايا الشجاعة في قبضة ، تمد يدا باردة في الرعب إلى مقبض الباب ، عندما يلامس شخص ما خلفك فجأة ، وأنت ، مفاجأة ، يستدير. "سيكون الطبيب حراً في بضع دقائق. اجلس لفترة من الوقت ، وسوف نتصل بك ، "يخبرك الصوت اللطيف للممرضة. يبدو أن هذا هو بالضبط ما يفكر فيه الناس بالذهاب إلى طبيب الأسنان الذي يكون سلبياً للغاية تجاه هؤلاء "الساديين" في المعاطف البيضاء. لكننا اليوم لن نتحدث عن رهاب الأسنان ، وسنتحدث عن التماسيح. نعم ، نعم ، الأمر يتعلق بهم ، وبشكل أكثر دقة عن أسنانهم ، التي لا تحتاج إلى علاج الأسنان.

أجرى علماء من جامعة ميسوري (الولايات المتحدة الأمريكية) دراسة لأسنان التماسيح ، والتي أظهرت ميزات مثيرة للاهتمام من المينا من هؤلاء الصيادين لا تشوبها شائبة ، والاعتماد فقط على فكيهم. ما اكتشفه العلماء ، كيف تختلف أسنان التماسيح الحديثة عن أقاربهم في عصور ما قبل التاريخ وما هي الفائدة من هذه الدراسة؟ نتعرف على هذا من تقرير مجموعة الأبحاث.

أساس الدراسة

بالنسبة لمعظم الفقاريات ، تعتبر الأسنان سمة أساسية لاستلام واستهلاك الطعام (لا يتم احتساب النمل). تعتمد بعض الحيوانات المفترسة على السرعة (الفهود) أثناء البحث ، والبعض الآخر يعتمد على (الأسود) الجماعية ، وبالنسبة للبعض ، تلعب قوة عضتهم دورًا كبيرًا. وينطبق هذا أيضًا على التماسيح التي تتسلل إلى ضحاياه في الماء وتلتقطها بأفكاكها القوية. لمنع الضحية من الهرب ، يجب أن تكون قبضة قوية ، وهذا يترجم إلى أحمال كبيرة على بنية العظام. ولتسوية التأثير السلبي لدغاتها القوية ، فإن التماسيح لها حنك عظم ثانوي ، وهو متصل بلا حراك بالجمجمة.


مظاهرة بصرية لإغلاق وفتح فك التمساح.

واحدة من السمات الرئيسية لأسنان التماسيح هي استبدالها المستمر بأخرى جديدة عندما تبلى الأسنان القديمة. والحقيقة هي أن أسنان التماسيح تشبه دمية روسية ، تتطور فيها أسنان جديدة. كل مرة تقريبًا كل سنتين ، تتغير كل الأسنان الموجودة في الفك إلى أسنان جديدة.


لاحظ مدى إغلاق "فخ الأسنان" بإحكام.

تنقسم أسنان التمساح إلى عدة فئات حسب شكلها ووظائفها المقابلة. في بداية الفك هناك 4 أنياب كبيرة مطلوبة لالتقاط الفرائس بفعالية. في الوسط توجد أسنان أكثر سمكا ، والتي تزيد على طول الفك. هناك حاجة إلى هذا الجزء لخفض الفريسة. في الأساس ، تتوسع الأسنان وتصبح أكثر تملقًا ، مما يسمح للتماسيح بعض أصداف الرخويات وقشور السلاحف ، مثل البذور.

ما مدى قوة فك التمساح؟ بطبيعة الحال ، يعتمد على حجمه ونوعه. على سبيل المثال ، في عام 2003 وجد أن تمساح ميسيسيبي 272 رطل يعض بقوة force 9500 N (N - نيوتن ، 1 N = 1 كجم · m / s2). لكن التمساح الممشط الذي يبلغ وزنه 1308 رطلًا أظهر ارتفاعًا مذهلًا ،500 34،500 شمالًا. وبالمناسبة ، فإن القوة المطلقة لدغة الشخص تبلغ حوالي 1498 شمالًا.

لا تعتمد قوة العضة على الأسنان بقدر ما تعتمد على عضلات الفك. في التماسيح ، هذه العضلات كثيفة للغاية وهناك الكثير منها. ومع ذلك ، هناك فرق قوي بين العضلات المتطورة للغاية المسؤولة عن إغلاق الفم (والتي تعطي قوة العض هذه) والعضلات الضعيفة المسؤولة عن فتح الفم. هذا ما يفسر السبب في أن الفم المغلق للتماسيح يمكن حمله بشريط بسيط.


حسنًا ، أرني من اتصل بك شابًا صغيرًا.

ولكن هناك حاجة إلى فك التماسيح ليس فقط لعمليات القتل بلا رحمة من أجل الغذاء ، ولكن أيضًا لرعاية ذريتهم. غالبًا ما تنقل إناث التماسيح أشبالها على وجه التحديد إلى الفك (من الصعب إيجاد مكان أكثر أمانًا لهما ، لأن كل من يقرر التسلق هناك). تم تجهيز فم التمساح بمستقبلات حساسة للغاية ، بفضل ذلك يمكنهم تنظيم قوة العضة ، مما يسمح لهم بحمل الفريسة بشكل أفضل أو نقل الأطفال بعناية.

لسوء الحظ ، لا تنمو أسنان الإنسان مرة أخرى بعد سقوط الأسنان القديمة ، ولكن هناك شيء مشترك مع التماسيح - المينا.


الصورة رقم 1: الأسنان التمساح الذيلية ميسيسيبي (التمساح ميسيسيبينس).

المينا هو الغلاف الخارجي لتاج السن. هذا هو أقوى جزء من جسم الإنسان ، مثل العديد من الفقاريات الأخرى. ومع ذلك ، كما نعلم ، فإن أسناننا لا تتغير إلى أسنان جديدة ، وبالتالي يجب أن يكون المينا لدينا أكثر سمكا. لكن التماسيح ارتدت أسنانها وتغيرت إلى أخرى جديدة ، لذلك ليست هناك حاجة لمينا سميكة. هذا يبدو منطقيًا تمامًا ، لكن هل هو حقًا؟

يقول العلماء أن فهم التغييرات في المينا داخل تصنيف واحد سيجعل من الممكن أن نتذكر بشكل أفضل كيف يتغير هيكل المينا اعتمادًا على الميكانيكا الحيوية والنظام الغذائي للحيوان.

تعتبر التماسيح ، وهي التمساح المسيسيبيسي ، كبيرة بالنسبة لهذه الدراسة لعدة أسباب. أولاً ، تتغير أسنانهم وقوة العض وهيكل المينا اعتمادًا على عمر الفرد وحجمه ، وهذا أيضًا بسبب التغير في النظام الغذائي. ثانياً ، أسنان التماسيح لها أشكال مختلفة حسب المكانة في الفك.


الصورة رقم 2: أ و ب تبين الفرق في الأسنان بين الأفراد الكبار والصغار ، ج-تظهر أسنان الأجداد الأحفوري التماسيح الحديثة.

أسنان المنقلة رقيقة وتستخدم لالتقاط الفرائس ، في حين أن الأسنان الذيلية حادة وتستخدم في الطحن بقوى العض العالية. بمعنى آخر ، يعتمد الحمل على السن على موضعه في الفك وعلى حجم صاحب هذا الفك.

تعرض هذه الدراسة نتائج تحليل وقياسات السُمك المطلق للمينا (AET) والسمك القياسي (النسبي) للمينا (RET) لأسنان التمساح.

AET عبارة عن تقدير لمتوسط ​​المسافة من تقاطع المينا-العاج إلى السطح الخارجي للمينا وقياس خطي. و RET عبارة عن كمية بدون أبعاد تسمح لك بمقارنة السُمك النسبي للمينا بمقاييس مختلفة.

قام العلماء بتقييم AET و RET من المنصة (في "أنف" الفك) والمتوسطة (في منتصف الصف) وأسنان الذيلية (عند قاعدة الفك) في سبعة أفراد من أنواع Mississippiensis التمساح .

من المهم أيضًا أن نلاحظ أن بنية المينا قد تعتمد على النظام الغذائي للفرد والنوع بأكمله ككل. بالنسبة إلى التماسيح ، فإن النظام الغذائي واسع للغاية (ما يتم اكتشافه هو الغداء) ، ولكنه يختلف عن نظام أقاربهم ، الذين انقرضوا بالفعل. لاختبار ذلك من وجهة نظر المينا ، أجرى العلماء تحليلًا لـ AET و RET من الحفريات Protosuchidae (UCMP 97638) و Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) و Allognathosuchus (YPM-PU 16989). البروتوسوكيديا هو ممثل الجوراسي ، Iharkutosuchus - الطباشيري ، و Allognathosuchus من الأيوسين.

قبل بدء القياسات الفعلية ، طرح الباحثون أفكارًا واقترحوا العديد من الفرضيات النظرية:

• الفرضية 1 أ - نظرًا لأن AET هو مقياس خطي ويجب أن يعتمد على الحجم ، فمن المفترض أن التباين في AET سيتم تفسيره على أفضل وجه بحجم الجمجمة ؛
• الفرضية 1 ب - نظرًا لأن RET موحد في الحجم ، فمن المفترض أن التباين في RET سيتم تفسيره على أفضل وجه من خلال موضع السن ؛
• الفرضية 2 أ - نظرًا لأن AET وطول الجمجمة هما مقاييس خطية الحجم ، فيجب أن يتم القياس باستخدام منحدر متساوي القياس ؛
• الفرضية 2 ب - نظرًا لأن الأسنان الذيلية تواجه أعظم قوى العض في الأسنان ، لذلك ستكون RET أعلى في الأسنان الذيلية.

تُظهر الجداول أدناه بيانات نموذجية (جماجم التماسيح لأنواع المسيسيبيانيس التمساح المأخوذة من محمية روكفلر الطبيعية في جراند شنيير ولويزيانا والحفريات).


الجدول 1: بيانات المسح الضوئي لأسنان التماسيح (منقاري ، وسيطة والذيلية).


الجدول 2: بيانات الأسنان (L _{الجمجمة} - طول الجمجمة ، ح _تاج - ارتفاع التاج ، V _E - حجم المينا ، V _D - حجم العاج ، SA _EDJ - منطقة واجهة المينا - dentin ، AET - سمك المينا المطلق ، RET - سمك نسبي مينا).

نتائج البحوث

وفقًا لبيانات الأسنان الواردة في الجدول رقم 2 ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن سمك المينا يتم قياسه بشكل متساوي بطول الجمجمة ، بغض النظر عن موضع السن.


الجدول 3: قيم AET و RET حسب المتغيرات.


شكل 3: تحجيم AET / RET فيما يتعلق بطول الجمجمة.

في الوقت نفسه ، يكون سمك المينا على الأسنان الذيلية أكبر بكثير من سمك المينا ، ولكن هذا لا يعتمد أيضًا على طول الجمجمة.


الجدول رقم 4: متوسط ​​سماكة المينا في الفقاريات العليا (كروكوديلايف - مجموعة إكستراكسون من التماسيح ، الديناصورات - الديناصورات ، أرتيوداكتيل - أرتيوداكتيل ، أودرونتسيتيه - الطبقة الفرعية للحيتاس ، بيرسوداكتيل - أرتيوداكتيلات ، القرود - القوارض).


الصورة رقم 4: سمك المينا للأسنان الذيلية أكبر من غيرها.

أكدت البيانات المتعلقة بالقياس (علامة التبويب رقم 3) الفرضية 1 أ ، موضحة اعتماد قيمة AET على طول الجمجمة ، وليس على موضع السن. لكن قيم RET ، على العكس من ذلك ، تعتمد على موضع السن في الصف ، وليس على طول الجمجمة ، مما يؤكد الفرضية 1 ب.

تم تأكيد الفرضيات المتبقية (2 أ و 2 ب) أيضًا ، والتي تتبع تحليل متوسط ​​سمك مينا الأسنان بترتيب مختلف على التوالي.

أظهرت المقارنة بين سمك المينا في التمساح المسيسيبي الحديث وأسلافه القدماء الكثير من العوامل المشتركة ، ولكن كانت هناك اختلافات. لذلك ، يبلغ سمك المينا ألوهيناثوشوس حوالي 33٪ أكثر من التماسيح الحديثة (الصورة أدناه).


الصورة رقم 5: مقارنة متوسط ​​سمك المينا في التمساح وأحافير التماسيح بارتفاع تاج السن.

بتلخيص جميع البيانات المذكورة أعلاه ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن سمك المينا يعتمد بشكل مباشر على دور الأسنان ، إذا جاز التعبير. إذا كانت هذه الأسنان ضرورية للطحن ، فإن المينا ستكون أكثر سماكة. وجد سابقًا أن ضغط (قوة الضغط) للأسنان الذيلية أعلى من المنبر. ويرجع هذا على وجه التحديد إلى دورهم - للحفاظ على الفرائس وسحق العظام. وبالتالي ، يمنع المينا السميكة تلف الأسنان ، التي تتعرض لأقصى حمولة أثناء التغذية. في الواقع ، تشير البيانات إلى أن الأسنان الذيلية للتماسيح تنكسر بشكل متكرر على الرغم من الضغوط الخطيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، وجد أن المينا الموجود في أسنان الليناثوثوشوس أكثر سماكة بكثير من بقية التمساح المدروس. يُعتقد أن هذا النوع من الحفريات يفضل تناول السلاحف ، وللسحق أصدافها ، يلزم وجود أسنان قوية ومينا سميكة.

وقارن العلماء أيضًا سماكة مينا التمساح وبعض الديناصورات ، بالوزن المقدر والحجم المقابل. أظهر هذا التحليل أن مينا التمساح كان أكثر سمكا (الرسم البياني أدناه).


شكل 6: مقارنة بين سمك مينا التماسيح والديناصورات.

من الغريب أن المينا من الديناصور كان تقريبا نفس سمك ألوناثوثوشوس أصغر بكثير وحتى التماسيح الحديثة. ومن المنطقي أن يتم شرح بنية الأسنان من التماسيح بعاداتهم في جوانب الصيد والنظام الغذائي.

ومع ذلك ، على الرغم من سجلاتها ، فإن مينا الأركوصورات (التماسيح ، الديناصورات ، التيروصورات ، وما إلى ذلك) هي أرق من تلك الموجودة في الثدييات.


شكل 7: مقارنة سمك المينا (AET) في التماسيح وبعض أنواع الثدييات.

لماذا المينا من الصيادين الذين يعتمدون بشدة على فكيهم أرق من الثدييات؟ كانت الإجابة على هذا السؤال في البداية - استبدال الأسنان البالية بأخرى جديدة. على الرغم من أن التماسيح لها أسنان قوية ، فإنها لا تحتاج ، إذا جاز التعبير ، إلى أسنان شديدة التحمل ، نظرًا لحقيقة أن الأسنان الجديدة ستحل دائمًا محل الأسنان المكسورة. الثدييات (في الغالب) ليس لديها مثل هذه الموهبة.


شكل 8: مقارنة بين سمك المينا (RET) للتماسيح وبعض أنواع الثدييات.

بتعبير أدق ، يتراوح سمك المينا في الأركوصورات في النطاق من 0.01 إلى 0.314 ملم ، وفي الثدييات من 0.08 إلى 2.3 ملم. الفرق ، كما يقولون ، هو على الوجه.

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء.

خاتمة

الأسنان ، على الرغم من أنها قد تبدو غريبة ، فهي أداة مهمة للغاية في استخراج الطعام. نعم ، يمكن للشخص المعاصر دائمًا إصلاح أي عيب مرتبط بالأسنان ، ولكن لا يوجد أطباء أسنان بين ممثلي الحياة البرية. حتى الشخص لم يعرف دائمًا ماهية علاج الأسنان. لذلك ، تختار بعض الأنواع أسنانًا قوية ومتينة ، بينما يفضل البعض الآخر تغييرها مثل القفازات. يمكن أن يعزى التماسيح وأقاربهم البعيدين إلى كلتا المجموعتين. المينا الموجودة على الأسنان ، والتي تعد ضرورية للحفاظ على فعالية عملية تكسير العظام وسحقها ، تعتبر سميكة إلى حد ما بالنسبة إلى التماسيح ، ولكن بالنظر إلى الأحمال الخطيرة ، فإن أسنانها تبلى على حالها وتكسر في بعض الأحيان. في مثل هذه السن الجديدة تحل محل السن القديمة.

بالنسبة لشخص ما ، فإن إحدى السمات المميزة هي الإبهام المعاكس ، الذي ساعدنا كثيرًا في العديد من المساعي ، من "أخذ العصا والداعر الجار المضايق على أحد الفروع" إلى "أخذ القلم وكتابة السوناتة". بالنسبة إلى التماسيح ، هذه الأداة هي فكيها ، خاصة الأسنان. هذا الجزء من الجسم هو الذي يجعل التماسيح صيادين خطرين ومميتين ، وهو ما ينبغي تجنبه.



شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ، خصم 30 ٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولارًا! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟