نوجوانی دو دندانه گربه های شمشیری

دیرینه شناس جک تسنگدانشیار زیست شناسی یکپارچه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، فکر نمی کند که دندان های دوتایی تصادفی باشند.

9 سال پیش، او به چندین همکار خود پیوست و گمان می‌کرد که دندان شیری به تثبیت دندان دائمی در برابر شکستگی جانبی هنگام رویش کمک می‌کند. این محققان داده های رشد را تفسیر می کنند در مورد گربه دندان شمشیر، گفته می شود که این دو دندان تا 30 ماه در دوران نوجوانی حیوان در کنار هم بوده و پس از آن دندان شیری افتاد.

برای خبرنامه روزانه دوز ثبت نام کنید و بهترین اخبار علمی را از سراسر وب هر روز صبح مستقیماً به صندوق ورودی خود تحویل بگیرید؟ به آسانی صبح یکشنبه است.

که در کاغذ جدید برای چاپ در مجله پذیرفته شد رکورد تشریحیTseng اولین شواهدی را ارائه می دهد که نشان می دهد یک دندان سابر به تنهایی به طور فزاینده ای در برابر شکستگی جانبی در هنگام رویش آسیب پذیر است، اما دندان شیری یا شیری در کنار آن باعث پایداری آن می شود. شواهد شامل مدل‌سازی کامپیوتری استحکام و سفتی دندان‌های سابر در برابر خمیدگی جانبی و آزمایش واقعی و شکستن مدل‌های پلاستیکی دندان‌های سابر است.

Tseng گفت: “این مطالعه جدید تاییدیه — یک آزمایش فیزیکی و شبیه سازی — از ایده ای است که من و برخی از همکاران چند سال پیش منتشر کردیم: اینکه زمان فوران سابر تغییر کرده است تا امکان مرحله دو دندانی فراهم شود.” ، که متصدی موزه دیرینه شناسی UC است. یک جدول زمانی را تصور کنید که در آن سگ شیری بیرون می‌آید و وقتی فوران آنها تمام می‌شود، سگ دائمی بیرون می‌آید و از سگ شیری سبقت می‌گیرد و در نهایت آن را بیرون می‌کشد. اگر آن دندان شیری، برای 30 ماه یا بیشتر در دهان، درست در کنار آن دندان دائمی، یک تکیه گاه مکانیکی بود؟»

او حدس می‌زند که حضور غیرمعمول دندان نیش شیری – یکی از دندان‌های شیری که همه پستانداران در بزرگسالی رشد می‌کنند و از دست می‌دهند – مدت‌ها پس از رویش دندان سابر دائمی، از شمشیر محافظت می‌کند در حالی که گربه‌های بالغ یاد می‌گیرند که چگونه بدون آسیب رساندن به آنها شکار کنند. در نهایت، دندان شیری می افتد و فرد بالغ چنگال خود را بر روی سابر از دست می دهد، زیرا احتمالاً یاد گرفته است که چگونه مراقب سابر خود باشد. دیرینه شناسان هنوز نمی دانند حیوانات شمشیر دندان چگونه آن را دوست دارند اسمیلودون آنها طعمه را بدون شکستن شمشیرهای دست و پا چلفتی شکار می کردند.

او گفت: “مرحله دو شاخه احتمالاً اکنون ارزش بازنگری را دارد که نشان دادم این بیمه نامه بالقوه وجود دارد، این دامنه حفاظتی بیشتر.” “این به نوجوانان ما اجازه می دهد تا آزمایش کنند، ریسک کنند و اساساً یاد بگیرند که چگونه یک شکارچی تمام عیار و تمام عیار باشند.” فکر می‌کنم فکر کردن به ظهور دندان‌های شمشیر و شکار از طریق یک لنز مکانیکی را افزایش می‌دهد، اگر حل نشود.

این مطالعه همچنین پیامدهایی بر نحوه شکار گربه‌های شمشیر دندان و سایر حیوانات شمشیر دندان در بزرگسالی دارد که احتمالاً از مهارت‌های شکارچی و عضلات قوی خود برای جبران سگ‌های آسیب‌پذیر استفاده می‌کنند.

نظریه اشعه

به لطف انبوه فسیل های گربه دندان شمشیر، که شامل هزاران بخش اسکلتی علاوه بر جمجمه است که در چاله های تار La Brea یافت شده است، دانشمندان چیزهای بیشتری در مورد آن می دانند. اسمیلودون فتالیس نسبت به هر حیوان دندان شمشیری دیگر، اگرچه حداقل پنج خط مجزا از حیوانات دندان شمشیری در سراسر جهان تکامل یافته است. اسمیلودون در آمریکای شمالی و آمریکای مرکزی پرسه می زد و حدود 10000 سال پیش منقرض شد.

با این حال دیرینه شناسان هنوز از این واقعیت متحیر هستند که حیوانات مسن تر با چاقوهای نیش تیغه نازک ظاهراً علیرغم نیروهای جانبی که احتمالاً در هنگام گاز گرفتن ایجاد می شود، اغلب از شکستن آنها اجتناب می کنند. مطالعه فسیل‌های گوشتخوار La Brea نشان می‌دهد که در دوره‌های کمبود حیوانات، گربه‌های دندان‌دار بیشتر از زمان‌های فراوانی دندان‌های خود را می‌شکنند، شاید به دلیل تغییر استراتژی‌های جستجوی غذا.

نمونه‌های دو دندانه از La Brea، که موارد نادری از افراد با تاخیر در از دست دادن دندان‌های شیری در نظر گرفته می‌شوند، ایده متفاوتی را به Tseng داد – اینکه آنها هدف تکاملی دارند. برای آزمایش فرضیه‌اش، او از نظریه پرتو – نوعی تحلیل مهندسی که به طور گسترده برای مدل‌سازی سازه‌ها از پل‌ها تا مصالح ساختمانی استفاده می‌شود – برای مدل‌سازی دندان‌های سابر واقعی استفاده کرد. این با تجزیه و تحلیل اجزای محدود ترکیب شده است که از مدل های کامپیوتری برای شبیه سازی نیروهای جانبی که دندان سابر می تواند قبل از شکستن تحمل کند، استفاده می کند.

Tseng گفت: “طبق نظریه پرتو، وقتی یک ساختار تیغه مانند را به سمت جانبی در جهت اندازه باریک تر خم می کنید، در مقایسه با جهت اصلی نیرو ضعیف تر می شوند.” «تفسیرهای قبلی در مورد چگونگی شکار دندان های شمشیر از این به عنوان یک محدودیت استفاده می کردند. مهم نیست که چگونه از دندان های خود استفاده می کنند، نمی توانند آن ها را به صورت جانبی خم کنند.

او دریافت که در حالی که قدرت خمشی شمشیر – میزان نیرویی که می تواند قبل از شکستن تحمل کند – تقریباً در تمام طول آن ثابت می ماند، سفتی شمشیر – تغییر شکل آن تحت یک نیروی معین – با افزایش طول کاهش می یابد. اساساً با بلندتر شدن دندان، خم شدن آن آسان‌تر می‌شود و احتمال شکستگی آن افزایش می‌یابد.

با این حال، با افزودن یک دندان شیری در مدل تئوری پرتو، سفتی سابر دائمی همگام با قدرت خمشی است و احتمال شکستگی را کاهش می‌دهد.

Tseng می گوید: “در طول دوره ای که دندان دائمی همراه با دندان شیری رویش می کند، تقریباً زمانی که از حداکثر عرض به عرض نسبتاً باریک تر تغییر می کنید، آن دندان ضعیف تر و ضعیف تر می شود.” وقتی عرض اضافی را به معادله تئوری پرتو اضافه می‌کنید تا شمشیر بچه را محاسبه کنید، سختی کلی بیشتر با بهینه نظری همسو می‌شود.

اگرچه در مقاله گزارش نشده است، او همچنین رزین های رزین دندان های سابر را به صورت سه بعدی پرینت کرد و استحکام خمشی و سفتی آنها را روی دستگاهی که برای اندازه گیری استحکام کششی طراحی شده بود آزمایش کرد. نتایج این آزمایش ها منعکس کننده نتیجه گیری شبیه سازی های کامپیوتری است. او امیدوار است که کپی های سه بعدی از مواد دندانی واقعی تر را برای شبیه سازی دقیق تر استحکام دندان های واقعی چاپ کند.

Tseng اشاره کرد که ممکن است همان سیستم تثبیت سگ در سایر حیوانات دندان شمشیری تکامل یافته باشد. اگرچه هیچ نمونه‌ای از دندان‌های دوتایی در فسیل‌های گونه‌های دیگر یافت نشده است، اما برخی جمجمه‌ها با دندان‌های بالغ در جای دیگری در فک‌ها یافت شده‌اند، اما دندان‌های شیری که در آن سابر فوران می‌کردند.

او گفت: «آنچه می‌بینیم نیش‌های شیری حفظ شده روی نمونه‌هایی است که در غیر این صورت دندان‌های نیش شیری دارند، که نشان‌دهنده ماندن طولانی‌مدت این نیش‌های شیری است، در حالی که دندان بالغ، سابر، یا در شرف رویش است یا در حال رویش است.

تصویر: ماسیمو مولینرو

اگر محتوایی را که ایجاد می‌کنیم دوست دارید و می‌خواهید از ما حمایت کنید، لطفاً یک حامی حامی شوید! با پیوستن به انجمن ما، به مزایای انحصاری مانند دسترسی زودهنگام به آخرین محتوای ما، به‌روزرسانی‌های پشت صحنه، و امکان ارسال سؤالات و پیشنهاد موضوعاتی برای پوشش ما دسترسی خواهید داشت. حمایت شما به ما امکان می دهد به تولید محتوای باکیفیت ادامه دهیم و به مخاطبان بیشتری دسترسی پیدا کنیم.

امروز در Patreon به ما بپیوندید و بیایید با هم کار کنیم تا محتوای شگفت انگیزتری ایجاد کنیم! https://www.patreon.com/ScientificInquirer