Ответ скрывался в зубе: ученые выяснили, почему бивень нарвала не изгибается

Бивень нарвала, достигающий трёхметровой длины и представляющий собой гипертрофированный клык, давно ставил перед биологами любопытную загадку. При хорошо заметной спиральной структуре, закрученной преимущественно влево, этот гигантский зуб растёт практически идеально прямым. Новое исследование, проведённое учёными Орхусского университета и опубликованное в Nature Communications, раскрыло механизм, обеспечивающий такую геометрическую стабильность.

Применение высокоточной рентгеновской томографии позволило заглянуть внутрь бивня и обнаружить то, что было невидимо при внешнем осмотре. Оказалось, что минерализованные волокна коллагена внутри зуба организованы в две спирали, направленные в противоположные стороны. Наружный слой формирует левое закручивание, тогда как внутренний слой закручен вправо.

По словам биолога Хенрика Биркедаля, именно эта двойная спиральная конструкция обеспечивает механическое равновесие. Противоположно направленные силы взаимно компенсируются, и бивень сохраняет прямолинейную форму на протяжении всего роста, который может продолжаться десятилетиями. При этом сложная архитектура не жертвует прочностью — коллагеновые волокна делают зуб одновременно гибким и устойчивым к нагрузкам.

Помимо механических свойств, бивень нарвала оказался своеобразным биологическим архивом. Его структура формируется послойно, подобно годичным кольцам деревьев, что позволяет определять возраст животного. Более того, различия в химическом и минеральном составе отдельных слоёв теоретически дают возможность реконструировать условия окружающей среды, в которых жил нарвал на разных этапах жизни.

Несмотря на подробное изучение внутреннего устройства, функциональное назначение бивня по-прежнему вызывает споры. Наблюдения показывают, что при добыче пищи нарвалы его не используют. Наиболее распространённая гипотеза связывает наличие массивного клыка с половым отбором — вероятно, бивень служит преимущественно для демонстрации при привлечении партнёрш.

Источник: nature