โดย Joanna Thompson เซ็กซี่บาคาร่า เผยแพร่เมื่อ September 22, 2021ฟันเคลือบด้วยสังกะสีA leafcutter ant (Atta cephalotes) uses its metal-laced mandibles to cut through a leaf.มดตัดใบ (Atta cephalotes) ใช้ขากรรไกรล่างเคลือบโลหะเพื่อตัดผ่านใบ (เครดิตภาพ: วาคลาฟ เซเบ็ค/ชัตเตอร์สต็อก)
(เปิดในแท็บใหม่)มดตัดใบและคะแนนของนักเรียนมัธยมต้นมีอะไรเหมือนกัน? ปากที่เต็มไปด้วยฟันเคลือบโลหะสัตว์ขาปล้องขนาดเล็กเช่นมดแมงมุมและแมงป่องกัดต่อยหรือเจาะวัสดุที่เหนียวเช่นไม้และผิวหนัง
เป็นประจํา มันเป็นความสําเร็จที่น่าทึ่งเนื่องจากมนุษย์มีปัญหาในการเคี้ยวผ่านมากเท่ากับชิ้นส่วน
ของเนื้อกระตุก (ปล่อยให้ก้อนเปลือกไม้) แม้จะมีกล้ามเนื้อกรามที่แข็งแกร่งของเราแต่การวิจัยใหม่ได้หลั่งแสงในสิ่งที่ให้กลุ่มหนึ่งของมดตัดใบ (Atta cephalotes) ขอบกัดของพวกเขา. ใช้กล้องจุลทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบเว็บของอะตอมสังกะสีที่ทอเป็นโครงสร้างทางชีวภาพของขากรรไกรของมดให้ยืมความทนทานของชุดมีดสแตนเลสนักวิจัยกล่าวว่า การกระจายสังกะสีที่ราบรื่นนี้ช่วยให้ขอบฟันของมดสร้างจุดละเอียดและทําให้พวกมันคมชัดเป็นเวลานาน สร้างองค์ประกอบภาพให้สวยสะดุดสายตา ด้วย LightroomAdobe Photoshop Lightroomที่เกี่ยวข้อง: ในภาพถ่าย: กับดักกรามมดทารกเติบโตขึ้น”สัตว์เล็ก ๆ ที่มีวัสดุนี้กล้ามเนื้อของพวกเขาเป็นกล้องจุลทรรศน์เมื่อเทียบกับของเรา” Robert Schofield นักชีวฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโอเรกอนและผู้เขียนบทนําของการศึกษากล่าวกับ Live Science เคล็ดลับที่เขากล่าวว่าคือมดและสัตว์ขาปล้องปากโลหะอื่น ๆ ใช้ประโยชน์จาก chompers ที่คมชัดของพวกเขาเพื่อใช้แรงตัดในปริมาณที่เหมาะสมอย่างแม่นยําเพื่อหั่นผ่านใบหรือซ่อน
Metals such as zinc (shown in red) and manganese (orange) are found in the cutting and piercing parts of leaf cutter ants, worms, scorpions and spiders.
โลหะเช่นสังกะสี (แสดงในสีแดง) และแมงกานีส (สีเหลืองส้ม) พบได้ในการตัดและเจาะชิ้นส่วนของมดตัดใบหนอนแมงป่องและแมงมุม (เครดิตภาพ: โรเบิร์ต สโคฟิลด์, ซีซี บาย-เอ็นดี 4.0)
Schofield และทีมของเขารู้จากการวิจัยก่อนหน้านี้ว่าฟันมดมีสังกะสีจํานวนมาก แต่พวกเขาไม่รู้ว่าอะตอมโลหะเหล่านั้นถูกจัดเรียงอย่างไรและนั่นช่วยให้มดกัดได้อย่างไร โดยการตรวจสอบการแต่งหน้าวัสดุของฟันมดตัดใบภายใต้กล้องจุลทรรศน์ลําแสงไอออนก่อนและหลังการกัดนักวิจัยสามารถคํานวณความแข็งความคมชัดและความทนทานของฟัน
ขากรรไกรของมดหรือขากรรไกรล่างแตกต่างจากของคุณเล็กน้อย “มดไม่ได้พึ่งพาขากรรไกรล่างในการ
แปรรูปอาหารมากนัก” Cristian Klunk นักนิเวศวิทยาของมหาวิทยาลัยสหพันธ์ปารานาประเทศบราซิลซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษา แต่พวกเขาใช้พวกเขาสําหรับงานอื่น ๆ ทั้งหมดตั้งแต่การป้องกันไปจนถึงการปรับปรุงบ้านดังนั้นพวกเขาจึงต้องทําให้พวกเขาอยู่ในรูปร่างปลายด้านบน
ฟันของคุณถูกปกคลุมด้วยชั้นของเคลือบฟันซึ่งเป็นวัสดุที่อุดมด้วยแคลเซียมซึ่งเป็นสารที่ยากที่สุดในร่างกายมนุษย์ ถ้าคุณมองไปที่บิตของเคลือบฟันภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนคุณจะสังเกตเห็นโมเลกุลแคลเซียมและฟอสเฟตก่อตัวเป็นเมทริกซ์ผลึกก้อนรอบคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนอะตอม ผลึกเหล่านั้นเป็นสิ่งที่ทําให้ฟันแข็งแรง แต่ก็เป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้ฟันคม
ในทางตรงกันข้าม “ฟัน” เล็ก ๆ ที่หยักที่บุขอบด้านในของขากรรไกรล่างของมดถูกเคลือบด้วยส่วนผสมที่ราบรื่นของโปรตีนที่คดเคี้ยวด้วยสังกะสี วัสดุนี้เรียกว่า “วัสดุชีวภาพองค์ประกอบหนัก” (HEB) จับคู่เคลือบฟันของมนุษย์ได้อย่างง่ายดายเพื่อความแข็งแรง นอกจากนี้ยังทําให้ฟันของมดดีขึ้นมากสําหรับการหั่นและหั่นเนื่องจากผลึกแคลเซียมฟอสเฟตบล็อกที่พบในเคลือบฟันไม่สามารถสร้างขอบคมมาก – ที่จะเป็นเหมือนการพยายามแฟชั่นมีด “ออกจากก้อนกรวด” Schofield กล่าวว่า อย่างไรก็ตามสังกะสีไม่ได้ก่อตัวเป็นผลึกบล็อก แต่ยังคงกระจายอย่างสม่ําเสมอตลอดส่วนผสมของโปรตีน ความสม่ําเสมอที่ดีนั้นช่วยให้ขอบฟันคม
การเสริมแรงของโลหะไม่หยุดด้วยฟันมด สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ยังสานสังกะสีหรือโลหะที่คล้ายกันแมงกานีสลงในชุดเครื่องมือเล็ก ๆ ของพวกเขา Schofield และทีมของเขาพบว่าหนอนหอยยักษ์บรรจุขากรรไกรที่ผสมด้วยสังกะสีมากถึง 18% ในทํานองเดียวกันแมงป่องต่อยและเขี้ยวแมงมุมใช้ส่วนผสมของอะตอมสังกะสีและแมงกานีสเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างที่เรียวและคล้ายเข็มเหล่านี้สามารถเจาะเนื้อแข็งโดยไม่แตกหัก Schofield และทีมของเขาคํานวณว่าการเพิ่มสังกะสีหรือแมงกานีสให้กับโครงกระดูกของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังช่วยลดปริมาณแรงที่พวกเขาต้องการในการเจาะผ่านวัสดุที่ยากขึ้น 60% โดยเฉลี่ย “เพราะสังกะสีมีความทนทานต่อการสึกหรอมากกว่า” Schofield กล่าว “หลังจากนั้นไม่นานมันก็กลายเป็นความแตกต่างอย่างมาก”
งานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ 1 กันยายนในวารสาร รายงานทางวิทยาศาสตร์ (เปิดในแท็บใหม่). เซ็กซี่บาคาร่า
