獨(dú)角鯨的牙齒很有彈性,在潛水時(shí)能抵抗巨大的水壓
獨(dú)角鯨的“九尺”長牙
幾個(gè)世紀(jì)以來,科學(xué)家們一直對產(chǎn)于北極地區(qū)的鯨———獨(dú)角鯨迷戀不已,同時(shí)又困惑不解:這種身材并不大的鯨(雄性)竟然長著長長的螺旋狀牙齒,最長的可達(dá)2.7米!過去人們把獨(dú)角鯨看成是傳說中獨(dú)角獸的化身,一些國家的王室甚至把鯨牙當(dāng)成驅(qū)魔與解毒的工具。獨(dú)角鯨的這根長牙究竟有什么用處?
獨(dú)角鯨在拉丁語里名叫“Mon-odon
Monoceros”,可以譯成“獨(dú)牙,獨(dú)角”。雖然名為“獨(dú)角鯨”,但它前部伸出的那根長長的東西并不是角,而是牙。據(jù)美國《國家地理》報(bào)道,康涅狄格州的牙科醫(yī)生馬丁·恩維亞日前公布了他的兩個(gè)重要發(fā)現(xiàn):一是破譯了獨(dú)角鯨牙齒的獨(dú)特構(gòu)造,二是這種構(gòu)造為了解其功能提供了重要線索。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋鯨的生活習(xí)性以及其他哺乳動(dòng)物牙齒的秘密。
恩維亞是這個(gè)科學(xué)小組的首席研究員,也是哈佛大學(xué)牙科醫(yī)學(xué)的臨床講師,他于14日在圣地亞哥舉行的“海洋哺乳動(dòng)物生物學(xué)會議”上公布了他的發(fā)現(xiàn)。恩維亞已經(jīng)去過加拿大的北極地區(qū)達(dá)4次之多,專門研究獨(dú)角鯨。他在2000年創(chuàng)建了獨(dú)角鯨牙齒探險(xiǎn)和研究中心,并把多個(gè)學(xué)科的科學(xué)家和一些擁有豐富獨(dú)角鯨知識的因紐特人召集在一起,深入研究獨(dú)角鯨。恩維亞說,他的這些發(fā)現(xiàn)是通過對至少6種加拿大雄性獨(dú)角鯨研究后獲得的。
發(fā)現(xiàn)之一:獨(dú)角鯨長牙可以朝任意方向彎曲
恩維亞和他的同事利用先進(jìn)的技術(shù)了解到,獨(dú)角鯨的超長長牙不僅非常強(qiáng)健,還非常靈活。一根2.4米的長牙,表面看上去十分堅(jiān)硬,可能一彎即折。其實(shí)它可以朝任何方向彎曲30厘米!
研究人員指出,最新的發(fā)現(xiàn)令人興奮,但反而讓獨(dú)角鯨長牙顯得更加奇妙。通常情況下,哺乳動(dòng)物的牙齒里面是軟的,外層則很硬,這是為了抗磨損?墒,馬里蘭州蓋瑟斯堡國家標(biāo)準(zhǔn)和科技研究院帕芬巴格研究中心的紅外顯微專家納奧米·艾德爾曼用一種特別的技術(shù)繪制出獨(dú)角鯨長牙的橫切面,她發(fā)現(xiàn)了獨(dú)角鯨的長牙的內(nèi)部構(gòu)造與其他哺乳動(dòng)物有很大不同。
該研究中心負(fù)責(zé)人弗里德里克·艾克米勒表示:“獨(dú)角鯨的長牙含有和其他哺乳動(dòng)物的牙齒相似的物質(zhì),包括牙質(zhì)、牙髓和牙骨質(zhì),但它是從里向外構(gòu)建而成的!
在其他哺乳動(dòng)物的牙齒里,牙骨質(zhì)通常是一層將牙齒與骨頭綁定在一起的東西。艾克米勒說:“但獨(dú)角鯨長牙的牙骨質(zhì)常年泡在海水里,這種牙齒和我們以前見識的牙齒不同!笨茖W(xué)家得出了這樣的結(jié)論:獨(dú)角鯨牙齒的這一“反構(gòu)造”特性賦予了牙齒更大的彈性,可以有助于吸引震動(dòng),在深潛時(shí)抵抗巨大的水壓。
恩維亞表示,獨(dú)角鯨的長牙非同尋常的質(zhì)量對現(xiàn)代牙科和生物材料而言可能具有深遠(yuǎn)的意義。他說:“這種長牙之所以長成這個(gè)樣子,就是為了防止折斷。要找到一種既柔韌又結(jié)實(shí)的材料很不容易,但獨(dú)角鯨的身上便長出了這種材料!
發(fā)現(xiàn)之二:有觸覺的長牙可以識別同類和覓食
這個(gè)科學(xué)小組還發(fā)現(xiàn)了有力的證據(jù):獨(dú)角鯨的長牙可能是一種水中感覺器官,它含有一個(gè)密集的神經(jīng)系統(tǒng),這一神經(jīng)系統(tǒng)能探測溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)和化學(xué)污染的程度,例如鹽、水粒子的比例。通過這些信息,獨(dú)角鯨可以知道某一水域中是否有它們的美食———魚類。
獨(dú)角鯨通過互相觸動(dòng)長牙,確認(rèn)另一只同類的身份,并與之交流。恩維亞表示:“其他任何牙齒都不像它這樣,甚至沒有任何相似一點(diǎn)的地方。”
發(fā)現(xiàn)之三:獨(dú)角鯨的牙齒可以感知海水的咸度
關(guān)于獨(dú)角鯨長牙的用途問題,科學(xué)家們莫衷一是,逐漸衍生出很多自相沖突的理論。有人說它用于展示其強(qiáng)大的進(jìn)攻性,也有人說用于打破冰層。
電子顯微鏡下,獨(dú)角鯨的牙
利用掃描電子顯微鏡,研究人員找到了牙管和牙齒基本結(jié)構(gòu)的證據(jù),這種結(jié)構(gòu)包括人在內(nèi)的幾乎所有牙齒里都有,牙管則是細(xì)胞生長過程中的殘留物,將數(shù)以百萬的微小的神經(jīng)從牙齒中樞神經(jīng)與牙齒外層全都連在一起。
人類口腔中的牙管對過冷的東西十分敏感,這些牙管通常會被牙釉包裹,只有不經(jīng)意暴露出來時(shí),我們才會感到不舒服和疼痛,比如說出現(xiàn)蛀牙。但獨(dú)角鯨的牙管卻穿透牙齒的最外層,直接暴露在外界,感受北極的寒冷環(huán)境。結(jié)果,雖然外觀很單調(diào),但獨(dú)角鯨的長牙實(shí)際上充當(dāng)了一種表面十分敏感的細(xì)胞膜的角色。
哺乳動(dòng)物的牙管擁有具體的感覺功能,這是大家都知道的,例如測量空氣的溫度和大氣壓。但恩維亞表示,獨(dú)角鯨的牙管到底有何種用途,仍需要進(jìn)行研究。它的牙管內(nèi)含有類似血漿的溶液,其中一種解釋是,它是用來感知海水的咸度的。
恩維亞和他的同事開發(fā)了一種制式設(shè)備,對這一理論進(jìn)行試驗(yàn),觀察獨(dú)角鯨的長牙接觸到鹽液時(shí),獨(dú)角鯨的大腦活動(dòng)情況。他表示,獨(dú)角鯨的活動(dòng)與冰層的形成是密不可分的,而冰層的形成又影響到海水的咸度,獨(dú)角鯨在幾英里以外可能就感覺到了海水的細(xì)小變化。
恩維亞表示:“人類的牙齒已經(jīng)進(jìn)化了,所以我們會有意避免過冷的東西刺激牙管?墒仟(dú)角鯨生活在冰冷的北極海水和巨大的水壓下,獨(dú)角鯨的牙管為什么要故意暴露在外面呢?如果人類也出現(xiàn)這樣的情況,從進(jìn)化論的角度講,目的只有一個(gè):為了生存!
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神秘的獨(dú)角鯨
獨(dú)角鯨重量多達(dá)1000到1600公斤,體長可以長到4到4.5米,這還沒有將它的長牙計(jì)算在內(nèi)。作為受保護(hù)的北極物種,獨(dú)角鯨是群居動(dòng)物,主要生活在大西洋的北端和北冰洋海域。
這種海洋哺乳動(dòng)物的長牙究竟有什么用處?這個(gè)問題一直讓科學(xué)家困惑不解,因?yàn)樗m然名為牙齒,可是與一般意義上的牙齒原則格格不入。它的長度幾乎是獨(dú)角鯨體長的二分之一,一般從雄性獨(dú)角鯨上頜和嘴的左側(cè)長出。類似一個(gè)2米高的人長著一個(gè)1米長的牙。
此外,同大象和疣豬的彎曲牙齒不同的是,獨(dú)角鯨的牙齒天生就是直的,上面有螺旋花紋,繞著同一個(gè)軸心向左旋轉(zhuǎn)?茖W(xué)家猜測,這種螺旋式長牙可能使破裂降低到最低程度,以前的研究也顯示,這種螺旋有助于獨(dú)角鯨在發(fā)育階段長得更直。
獨(dú)角鯨牙齒還有一個(gè)獨(dú)特的地方,就是有性別之分。這種長牙在雄性獨(dú)角鯨上很常見,但雌獨(dú)角鯨并不長這種長牙。雌獨(dú)角鯨的牙齒也會露出來,但很短。
責(zé)任編輯:屠筱茵