تیزترین دندان ها متعلق به چه موجوداتی است؟

بندپایان کوچکی مانند مورچه‌ها، عنکبوت‌ها و عقرب‌ها معمولاً مواد سفتی مانند چوب و پوست را گاز می‌گیرند، نیش می‌زنند یا سوراخ می‌کنند. در حالی که انسان در جویدن یک تکه گوشت گاو (حتی یک تکه پوست درخت) حتی با ماهیچه‌های قوی فک هم مشکل دارد.

تحقیقات جدید نشان داده که گروهی از مورچه‌ها برگ برنده (آتا سفالوت) لبه گزنده آن‌ها چگونه است.

به گفته محققان، دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ‌های قوی توری از اتم‌های روی را که در ساختار بیولوژیکی فک مورچه‌ها بافتی را کشف کرده اند و دوام مجموعه‌ای از چاقو‌های فولادی ضد زنگ را به آن‌ها می‌بخشد. این توزیع صاف روی لبه دندان‌های مورچه اجازه می‌دهد تا یک نقطه خوب ایجاد کند و آن‌ها را برای مدت طولانی تیز نگه دارد.
روبرت شوفیلد، بیوفیزیکدان در دانشگاه اورگان و نویسنده اصلی این مطالعه، به Live Science گفت: "حیوانات کوچکی که این ماده را داشتند، ماهیچه‌های آن‌ها در مقایسه با ماهیان ما میکروسکوپی هستند. " به گفته وی، ترفند این است که مورچه‌ها و دیگر بندپایان با دهان فلزی از شامپور‌های تیز خود استفاده می‌کنند تا دقیقاً مقدار مناسب نیروی برش را برای برش در برگ‌ها یا پنهان اعمال کنند.

شوفیلد و تیم او از تحقیقات قبلی می‌دانستند که دندان‌های مورچه حاوی مقدار زیادی روی هستند. اما آن‌ها دقیقاً نمی‌دانستند که آن اتم‌های فلزی چگونه مرتب شده اند و این چگونه به نیش مورچه‌ها کمک می‌کند. با بررسی ترکیب مواد دندان مورچه برگ شکن زیر میکروسکوپ پرتو یونی قبل و بعد از گاز گرفتن، محققان توانستند سختی، وضوح و دوام دندان‌ها را محاسبه کنند.
فک یا فک پایین مورچه‌ها تفاوت زیادی با افراد دارند. کریستیان کلانک، بوم شناس در دانشگاه فدرال پارانا، برزیل، که در این مطالعه مشارکت نداشت، می‌گوید: "مورچه‌ها برای پردازش غذا به فک پایین متکی نیستند. "، اما آن‌ها تقریباً برای هر کار دیگری از دفاع تا بازسازی خانه استفاده می‌کنند و بنابراین باید آن‌ها را در حالت عالی نگه دارند. کلسیم ماده غنی که سخت‌ترین ماده در بدن انسان است.

اگر کمی مینای دندان را زیر میکروسکوپ الکترونی نگاه کنید، متوجه مولکول‌های کلسیم و فسفات می‌شوید که در اطراف اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن یک ماتریس کریستالی ضخیم را تشکیل می‌دهند. این کریستال‌ها هستند که دندان‌ها را محکم نگه می‌دارند، اما آن‌ها همچنین از تیز شدن دندان‌ها جلوگیری می‌کنند.
در مقابل، "دندانه"‌های ریز و دندانه دار که لبه داخلی فک پایین مورچه را پوشانده اند، در ترکیبی صاف از پروتئین‌هایی که روی هم قرار گرفته اند، پوشانده شده است. این ماده، که به عنوان "ماده بیولوژیکی عنصر سنگین" (HEB) شناخته می‌شود، از نظر استحکام به راحتی با مینای دندان انسان مطابقت دارد.

شوفیلد می‌گوید، این دندان مورچه را برای برش و خرد کردن بسیار بهتر می‌کند، زیرا کریستال‌های مسدود فسفات کلسیم موجود در مینای دندان نمی‌توانند لبه‌های بسیار تیز ایجاد کنند. مانند این است که بخواهید یک چاقو را "از تکه‌های شن" درست کنید. روی، با این حال، کریستال‌های مسدود را تشکیل نمی‌دهد. در عوض به طور مساوی در سراسر مخلوط پروتئین توزیع می‌شود. این قوام خوب اجازه می‌دهد تا لبه‌های تیز دندان‌ها ایجاد شود.
دندان مورچه سایر بی مهرگان نیز روی یا فلز مشابه منگنز را در کیت ابزار کوچک خود می‌بافند.

اسکوفیلد و تیم او دریافتند که کرم‌های صدفی غول پیکر دارای فک‌هایی هستند که تا ۱۸ درصد روی تزریق شده اند. به طور مشابه، نیش عقرب و نیش عنکبوت از ترکیبی از اتم‌های روی و منگنز استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که این ساختار‌های باریک و سوزنی مانند می‌توانند گوشت سخت را بدون شکستن سوراخ کنند.
اسکوفیلد و تیمش محاسبه کردند که افزودن روی یا منگنز به اسکلت بیرونی بی مهرگان به طور متوسط ۶۰ درصد از نیروی مورد نیاز آن‌ها برای سوراخ کردن مواد سخت را کاهش می‌دهد.

اسکوفیلد می‌گوید: "از آنجا که روی در برابر سایش مقاوم‌تر است، " پس از مدتی، به یک تفاوت بزرگ تبدیل می‌شود.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان

68