جانوری که تیزترین دندان تاریخ را داشت
«کونودنتها» از فسیلهای مبهم به نمونههایی از مهندسی بیولوژیکی تبدیل شدهاند که نشان میدهند تیزی فوقالعاده در تاریخ مهرهداران بسیار زود ظاهر شده و هم توسط فیزیک و محدودیتهای ماده و هم توسط اکولوژی کنترل میشده است.
فرادید| برای مدتی طولانی دانشمندان تصور میکردند که کوسهها و خزندگان بزرگ، تیزترین دندانها در تاریخ حیات وحش را دارند. اما حالا این فرضیه با اندازهگیریهای دقیق ساختارهای دندان فسیلشدهی «کونودنتها» (موجودات دریایی منقرضشده که صدها میلیون سال پیش زندگی میکردند) اصلاح شده است. کونودنتها مهرهداران کوچک شبیه مارماهی بودند که دستگاه تغذیهای آنها از عناصر معدنی ساخته شده بود و فک نداشتند.
به گزارش فرادید، تحقیقات انجامشده با استفاده از میکروسکوپی با وضوح بالا و مقایسههای کمّی نشان داده که نوک برخی دندانهای کونودنت حتی از دندانهای هر مهرهدار زندهای تیزتر بوده است. این یافتهها فراتر از دیرینشناسی اهمیت پیدا کردهاند، زیرا شکل بیولوژیکی را با محدودیتهای مکانیکی در تیزی مرتبط میکنند.
کونودنتها چه بودند و چگونه تغذیه میکردند
کونودنتها نخستین بار در دوره کامبرین در سوابق فسیلی ظاهر شدند و تا پایان تریاس باقی ماندند. آنها بیشتر به کمک عناصر میکروسکوپی فراوانی که بیشتر از فسفات کلسیم ساخته شدهاند، شناخته میشوند، زیرا یافتن بدن کامل آنها نادر است. این عناصر اشکال مختلفی دارند و بیشتر شبیه دندان با نوک تیز و لبههای برنده هستند. آنها در دهان به شکل یک دستگاه تغذیهای پیچیده قرار داشتند، نه به شکل یک ردیف دندان.
این مطالعه، عناصر باقی مانده از دندانهای کونودنت را بررسی کرده است. برخلاف دندانهای کوسهها یا پستانداران، دندانهای کونودنت از فک رشد نمیکردند. این عناصر در طول زندگی جایگزین میشدند و شواهدی از سایش در نوک آنها دیده میشود. ترکیب آنها مشابه مینای دندان مهرهداران است که اندازهگیری و مقایسه دقیق را ممکن میسازد. اندازه کوچک دندانهای کونودنت (همواره کمتر از چند میلیمتر) سبب میشود لبههای برنده آنها با حداقل تغییرشکل در سوابق فسیلی حفظ شوند.
روشهای مقایسه تیزی بین گونهها
تیزی تنها با ظاهر تعریف نمیشود. در مقاله برشمرده، تیزی به عنوان شعاع انحنا در نوک دندان یا لبه برنده اندازهگیری شد. شعاع کوچکتر معادل نوک تیزتر است. برای اندازهگیری، محققان از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای تصویربرداری از نوک دندانها با بزرگنمایی بسیار بالا استفاده کردند. سپس نمایههای دیجیتال از سراسر نوک گرفته شد و انحنای آن به شکل ریاضی محاسبه شد.
همین روش برای مجموعهای از ابزارهای برنده مدرن و غیر زیستی، از جمله دندانهای پستانداران، دندانهای کوسه و تیغههای فولادی به کار رفت تا مقایسه مستقیم بین دندانهای کونودنت و اشیایی که عملکرد آنها به خوبی شناخته شده، امکانپذیر شود. مهم اینست که اندازهگیریها از نواحی بدون سایش یا کمسایش انجام شد تا تیز بودن اصلی با آسیب ناشی از استفاده اشتباه گرفته نشود.
نتایج اندازهگیریها
شعاعهای انحنای اندازهگیریشده برای نوک دندانهای کونودنت بسیار کوچک بودند. در برخی نمونهها، نوک دندانها حتی تیزتر از دندانهای همه مهرهداران زندهای بود که بررسی شده بودند. تیزی نوک دندان کونودنت نهتنها با تیغههای فولادی برابری میکرد، بلکه گاهی حتی از آنها هم تیزتر بود. این نتایج نشان میدهند دندانهای کونودنت به سطحی از تیزی رسیدهاند که نزدیک به محدودیتهای فیزیکی ناشی از مقاومت ماده است.
الگوهای سایش روی نمونههای فسیل نشان میدهد نوکها صاف یا کند شدهاند که به معنای کاهش تیزی اصلی در طول تغذیه است. تولید این سایش نشان میدهد این لبههای تیز در طول زندگی استفاده شدهاند و تنها ویژگی تصادفی رشد نبودهاند. این مقاله تأکید میکند که حتی پس از سایش، برخی نوکهای دندانهای کونودنت تیزتر از بسیاری از حیوانات زنده بودهاند.
مترجم: زهرا ذوالقدر
