A fada dos dentes não funciona aqui: a estrutura de esmalte dos dentes dos crocodilos e seus ancestrais pré-históricos

Você entra no corredor com uma luz fraca, nele encontrará almas destituídas atormentadas pela dor e pelo sofrimento. Mas eles não estarão em paz aqui, porque atrás de cada uma das portas haverá ainda mais tormento e medo, que enchem todas as células do corpo e enchem todos os pensamentos. Você chega a uma das portas, atrás da qual você ouve um chocalho e zumbido infernal, indo até os ossos. Reunindo os restos de coragem em um punho, você estende a mão fria, horrorizada, para a maçaneta da porta, quando de repente alguém atrás de você toca seu ombro, e você, surpreendido pela surpresa, se vira. O médico estará livre em alguns minutos. Sente-se por um tempo, nós ligaremos para você - a voz gentil da enfermeira diz. Aparentemente, é exatamente isso que as pessoas pensam em ir ao dentista que é extremamente negativo em relação a esses "sádicos" em jalecos brancos. Mas hoje não falaremos sobre dentofobia, falaremos sobre crocodilos. Sim, sim, é sobre eles, e mais precisamente sobre os dentes, que não precisam de tratamento dentário.

Cientistas da Universidade do Missouri (EUA) realizaram um estudo sobre dentes de crocodilo, que mostrou características interessantes do esmalte desses caçadores impecáveis, contando apenas com a mandíbula. O que os cientistas descobriram, como os dentes dos crocodilos modernos diferem de seus parentes pré-históricos e qual é a utilidade deste estudo? Aprendemos sobre isso no relatório do grupo de pesquisa.

Base de estudo

Para a maioria dos vertebrados, os dentes são um atributo integrante do recebimento e consumo de alimentos (os tamanduás não contam). Alguns predadores confiam na velocidade (guepardos) durante a caçada, outros confiam no coletivo (leões) e, para alguns, a força de sua mordida desempenha um papel enorme. Isso também se aplica aos crocodilos que se aproximam das vítimas na água e as agarram com suas mandíbulas poderosas. Para impedir que a vítima escape, a garra deve ser poderosa, e isso se traduz em grandes cargas na estrutura óssea. Para nivelar o efeito negativo de suas mordidas poderosas, os crocodilos têm um palato ósseo secundário, que está conectado imóvel ao crânio.


Uma demonstração visual do fechamento e abertura da mandíbula de um crocodilo.

Uma das principais características dos dentes de crocodilo é a sua substituição constante por novos quando os antigos se desgastam. O fato é que os dentes dos crocodilos se assemelham a uma boneca russa, dentro da qual se desenvolvem novos dentes. Cerca de uma vez a cada 2 anos, cada um dos dentes da mandíbula muda para novos.


Observe como esta "armadilha" se fecha com firmeza.

Os dentes de crocodilo são divididos em várias categorias, de acordo com sua forma e funcionalidade correspondente. No início da mandíbula, são necessárias quatro presas grandes para capturar efetivamente a presa. No meio, há dentes mais grossos, que aumentam ao longo da mandíbula. Esta parte é necessária para cortar presas. Na base, os dentes se expandem e ficam mais achatados, o que permite que os crocodilos mordam conchas de moluscos e conchas de tartarugas, como sementes.

Quão forte é a mandíbula do crocodilo? Naturalmente, isso depende do seu tamanho e tipo. Por exemplo, em 2003, descobriu-se que um jacaré do Mississippi de 272 libras morde com uma força de 9500 N (N - Newton, 1 N = 1 kg · m / s2). Mas o crocodilo penteado de 1308 libras mostrou um deslumbrante 34.500 N. A propósito, a força absoluta de uma mordida em uma pessoa é de cerca de 1498 N.

A força de uma mordida depende não tanto dos dentes como dos músculos da mandíbula. Nos crocodilos, esses músculos são muito densos e existem muitos. No entanto, há uma forte diferença entre os músculos muito desenvolvidos responsáveis ​​por fechar a boca (que dão uma força de mordida) e os músculos fracos responsáveis ​​por abrir a boca. Isso explica por que a boca fechada do crocodilo pode ser mantida com uma fita simples.


Bem, mostre-me quem te chamou de carinha.

Mas a mandíbula dos crocodilos é necessária não apenas para assassinatos cruéis por comida, mas também para cuidar de seus filhotes. As fêmeas de crocodilo costumam transferir seus filhotes precisamente para a mandíbula (é difícil encontrar um lugar mais seguro para eles, porque quem decide subir por lá). A boca do crocodilo está equipada com receptores muito sensíveis, graças aos quais eles podem regular a força da mordida, o que lhes permite segurar melhor a presa ou transferir cuidadosamente as crianças.

Infelizmente, os dentes humanos não crescem depois que os velhos caem, mas há algo em comum com os crocodilos - o esmalte.


Imagem nº 1: Dente jacaré caudal do Mississippi (Alligator mississippiensis).

O esmalte é a concha externa da coroa do dente. Esta é a parte mais forte do corpo humano, como muitos outros vertebrados. No entanto, como sabemos, nossos dentes não mudam para novos, portanto, nosso esmalte deve ser mais espesso. Mas os crocodilos usaram os dentes trocados por novos, então não há necessidade de esmalte espesso. Parece bastante lógico, mas é realmente assim?

Os cientistas dizem que entender as mudanças no esmalte dentro de um táxon permitirá lembrar melhor como a estrutura do esmalte muda dependendo da biomecânica e dieta do animal.

Os crocodilos, nomeadamente Alligator mississippiensis , são ótimos para este estudo por várias razões. Em primeiro lugar, os dentes, a força da mordida e a estrutura do esmalte mudam de acordo com a idade e o tamanho do indivíduo, o que também se deve a uma mudança na dieta. Em segundo lugar, os dentes dos crocodilos têm uma morfologia diferente, dependendo da posição na mandíbula.


Imagem nº 2: aeb mostram a diferença de dentes entre indivíduos grandes e pequenos, c-e mostram os dentes dos ancestrais fósseis dos crocodilos modernos.

Os dentes rostrais são finos e são usados ​​para capturar presas, enquanto os dentes caudais são rombos e são usados ​​para retificar com maiores forças de mordida. Em outras palavras, a carga no dente depende da sua posição na mandíbula e do tamanho do proprietário dessa mandíbula.

Este estudo apresenta os resultados das análises e medidas da espessura absoluta do esmalte (AET) e a espessura do tamanho padronizado (relativo) do esmalte (RET) dos dentes do crocodilo.

AET é uma estimativa da distância média da junção esmalte-dentina até a superfície externa do esmalte e é uma medida linear. E o RET é uma quantidade adimensional que permite comparar a espessura relativa do esmalte em diferentes escalas.

Os cientistas avaliaram o AET e RET dos dentes rostral (no "nariz" da mandíbula), intermediário (no meio da linha) e caudal (na base da mandíbula) em sete indivíduos da espécie Alligator mississippiensis .

Também é importante notar que a estrutura do esmalte pode depender da dieta do indivíduo e de toda a espécie como um todo. Para os crocodilos, a dieta é muito extensa (o que é pego será o almoço), mas difere da de seus parentes, que já se extinguiram. Para testar isso do ponto de vista do esmalte, os cientistas realizaram uma análise AET e RET dos fósseis Protosuchidae (UCMP 97638), Iharkutosuchus (MTM VER 2018.837) e Allognathosuchus (YPM-PU 16989). Protosuchidae é um representante do Jurássico, Iharkutosuchus - Cretáceo e Allognathosuchus do Eoceno.

Antes do início das medidas, os pesquisadores fizeram um brainstorming e propuseram várias hipóteses teóricas:

• hipótese 1a - como a AET é uma medida linear e deve ser dependente do tamanho, pressupõe-se que a variação na AET seja melhor explicada pelo tamanho do crânio;
• hipótese 1b - como o tamanho do RET é padronizado, supõe-se que a variação no RET seja melhor explicada pela posição do dente;
• hipótese 2a - como a AET e o comprimento do crânio são medidas lineares de tamanho, devem ser dimensionados com uma inclinação isométrica;
• hipótese 2b - como os dentes caudais experimentam as maiores forças de mordida na dentição, portanto, o RET será maior nos dentes caudais.

As tabelas abaixo mostram dados de amostra (crânios de crocodilo das espécies Alligator mississippiensis retiradas da Reserva Natural Rockefeller em Grand Chenier, Louisiana e fósseis).


Tabela 1: dados de varredura dos dentes de crocodilo (rostral, intermediário e caudal).


Tabela 2: dados dos dentes (L _Crânio - comprimento do crânio, h _Coroa - altura da coroa, V _E - volume de esmalte, V _D - volume de dentina, SA _EDJ - área de interface esmalte-dentina, AET - espessura absoluta do esmalte, RET - espessura relativa esmalte).

Resultados da pesquisa

De acordo com os dados dentários apresentados na tabela nº 2, os cientistas chegaram à conclusão de que a espessura do esmalte é escalonada isometricamente com o comprimento do crânio, independentemente da posição do dente.


Tabela 3: Valores de AET e RET, dependendo das variáveis.


Imagem 3: Escala AET / RET em relação ao comprimento do crânio.

Ao mesmo tempo, a espessura do esmalte nos dentes caudais é muito maior do que nos outros, mas isso também não depende do comprimento do crânio.


Tabela No. 4: espessura média do esmalte nos vertebrados superiores (Crocodyliform - grupo de crocodilos extrataxon, Dinosaur - dinossauros, Artiodactyl - artiodactyls, Odontocete - subordem cetáceo, Perissodactyl - artiodactyls, Primaiss - primatas, Roedores - roedores).


Imagem No. 4: A espessura do esmalte dos dentes caudais é maior que os outros.

Os dados referentes à descamação (tab. N ° 3) confirmaram a hipótese 1a, explicando a dependência do valor da AET no comprimento do crânio e não na posição do dente. Mas os valores de RET, pelo contrário, dependem da posição do dente na fila, e não do comprimento do crânio, o que confirma a hipótese 1b.

As hipóteses remanescentes (2a e 2b) também foram confirmadas, o que se segue da análise da espessura média do esmalte dentário com um arranjo diferente em sequência.

A comparação da espessura do esmalte no jacaré moderno do Mississipi e seus ancestrais antigos mostrou muito em comum, mas houve diferenças. Portanto, Allognathosuchus tem uma espessura de esmalte de cerca de 33% a mais do que os crocodilos modernos (imagem abaixo).


Imagem nº 5: Comparação da espessura média do esmalte em fósseis de jacaré e crocodilo pela altura da coroa do dente.

Resumindo todos os dados acima, os cientistas chegaram à conclusão de que a espessura do esmalte depende diretamente, por assim dizer, do papel dos dentes. Se esses dentes forem necessários para o esmerilar, seu esmalte será muito mais espesso. Verificou-se anteriormente que a pressão (força de compressão) dos dentes caudais é maior que a rostral. Isso se deve precisamente ao seu papel - manter presas e esmagar ossos. Assim, um esmalte mais espesso evita danos aos dentes, que são expostos à carga máxima durante a nutrição. De fato, os dados sugerem que os dentes caudais dos crocodilos se partem com muito menos frequência, apesar dos estresses sérios.

Além disso, verificou-se que o esmalte nos dentes de Allognathosuchus é significativamente mais espesso do que no restante do crocodilo estudado. Acredita-se que essa espécie fóssil preferia comer tartarugas e, para esmagar suas conchas, são necessários dentes fortes e esmalte espesso.

Os cientistas também compararam a espessura do esmalte de crocodilo e alguns dinossauros, o peso e tamanho estimado correspondentes. Esta análise mostrou que o esmalte de crocodilo era mais espesso (diagrama abaixo).


Imagem 6: Comparação da espessura do esmalte de crocodilo e dinossauros.

É curioso que o esmalte do tiranossauro tenha quase a mesma espessura que o do Allognathosuchus, significativamente menor, e até dos crocodilos modernos. É lógico que a estrutura dentária dos crocodilos seja explicada por seus hábitos em aspectos de caça e dieta.

No entanto, apesar de seus registros, o esmalte dos arquossauros (crocodilos, dinossauros, pterossauros etc.) é mais fino que o dos mamíferos.


Figura 7: Comparação da espessura do esmalte (AET) de crocodilos e algumas espécies de mamíferos.

Por que o esmalte dos caçadores que dependem tanto de suas mandíbulas é mais fino que os mamíferos? A resposta para essa pergunta foi no início - a substituição de dentes desgastados por novos. Embora os crocodilos tenham dentes fortes, eles não precisam, por assim dizer, de dentes pesados, devido ao fato de que um novo dente sempre virá para substituir um dente quebrado. Mamíferos (na maior parte) não têm esse talento.


Imagem 8: Comparação da espessura do esmalte (RET) de crocodilos e algumas espécies de mamíferos.

Mais precisamente, a espessura do esmalte nos arquossauros varia na faixa de 0,01 a 0,314 mm e nos mamíferos de 0,08 a 2,3 mm. A diferença, como se costuma dizer, está no rosto.

Para um conhecimento mais detalhado das nuances do estudo, recomendo que você analise o relatório dos cientistas.

Epílogo

Os dentes, por mais estranhos que pareçam, são uma ferramenta extremamente importante na extração de alimentos. Sim, uma pessoa moderna sempre pode consertar qualquer defeito associado aos dentes, mas não há dentistas entre os representantes da vida selvagem. Mesmo uma pessoa nem sempre sabia o que era o tratamento dentário. Portanto, algumas espécies escolhem dentes fortes e duráveis, enquanto outras preferem trocá-los como luvas. Crocodilos e seus parentes distantes podem ser atribuídos a ambos os grupos. O esmalte dos dentes, necessário para manter efetivamente a extração e o esmagamento dos ossos, é bastante espesso para os crocodilos, mas, dadas as cargas sérias, os dentes se desgastam da mesma forma e às vezes quebram. Nesse novo dente substitui o dente antigo.

Para uma pessoa, uma das características distintivas é o polegar oposto, que nos ajudou muito em muitos empreendimentos, desde “pegar um pedaço de pau e foder um vizinho que está incomodando em um galho” até “pegar uma caneta e escrever um soneto”. Para os crocodilos, essa ferramenta é a mandíbula, em particular os dentes. É essa parte do corpo que torna os crocodilos caçadores tão perigosos e mortais, que devem ser evitados.



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