Ученые выяснили, откуда у бивня нарвала берется характерная спираль и почему она всегда закручена в одном направлении. Оказалось, секрет скрывается в строении зуба: его внутренний и внешний слои формируют две противоположные спирали.
Бивень нарвала – на самом деле огромный зуб, который вырастает из верхней челюсти и проходит через губу. Он может достигать двух метров в длину и продолжает расти практически всю жизнь животного. Внутри находится дентин, снаружи – слой, называемый цементом, а привычной для человеческих зубов эмали у нарвала нет.
Спиральную форму бивня ученые замечали давно. Однако оставалось непонятным, почему она всегда закручивается в одну и ту же сторону, хотя у многих других животных встречаются разные варианты спирального строения.
Две спирали вместо одной
Чтобы заглянуть внутрь бивня, международная команда исследователей использовала рентгеновскую методику, позволяющую изучать его структуру на нано- и микроскопическом уровне. Особое внимание ученые уделили коллагеновым волокнам – своеобразному строительному материалу зуба. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Выяснилась неожиданная деталь: цемент снаружи закручивается в одну сторону, а расположенный под ним дентин – в противоположную. Волокна обоих слоев в основном идут вдоль длины зуба, но постоянно немного отклоняются, постепенно создавая спираль.
По мнению исследователей, такая конструкция помогает бивню оставаться прямым во время роста. Если бы все внутренние структуры закручивались одинаково, длинный зуб мог бы постепенно изгибаться. Две противоположные спирали компенсируют друг друга и стабилизируют конструкцию.
Зуб, который хранит биографию
У бивня есть еще одна необычная особенность. Внутри него сохраняется значительное напряжение: если разрезать зуб вдоль, внутренние силы заставляют его заметно повернуться – почти на 180 градусов.
Кроме того, постоянно растущий бивень может оказаться настоящим «архивом» жизни нарвала. В слоях зуба способны сохраняться химические следы окружающей среды, поэтому в будущем по ним можно будет восстанавливать условия, в которых животное жило на протяжении десятилетий.