Свидетельства указывают, что саблезубые кошки сохраняли молочные зубы для стабилизации сабель

Ископаемые саблезубых кошек Smilodon fatalis — ископаемое-символ Калифорнии — хорошо знакомы по раскопкам в битумных озёрах Ла-Брея в Лос-Анджелесе. Из этой ловушки за более чем век извлекли более 2000 черепов.

Хотя у немногих найденных черепов сохранились сабельные клыки, у некоторых наблюдалась особенность: в лунке для сабельного клыка находилось два зуба, причём постоянный зуб располагался в борозде молочного.

Палеонтолог Джек Цзэн из Калифорнийского университета в Беркли считает, что двойные клыки — не случайность. Девять лет назад он с коллегами выдвинул гипотезу, что молочный зуб помогал стабилизировать прорезывающийся постоянный зуб от бокового перелома. Анализ данных роста показал, что два зуба могли сосуществовать до 30 месяцев в подростковом возрасте животного, после чего молочный зуб выпадал.

В новой статье в журнале The Anatomical Record Цзэн представил первые доказательства, что сабельный клык по мере прорезывания становился всё более уязвимым к боковому излому, но соседний молочный зуб значительно повышал его стабильность.

Доказательства включают компьютерное моделирование прочности и жёсткости сабельного клыка на боковой изгиб, а также физические испытания и разрушение пластиковых моделей.

«Это новое исследование подтверждает — с помощью физического и имитационного теста, — идею, которую мы опубликовали пару лет назад: сроки прорезывания сабельных клыков были скорректированы, чтобы позволить стадию двойного клыка», — сказал Цзэн.

Он предполагает, что необычно долгое присутствие молочного клыка (до 30 месяцев) рядом с прорезавшимся постоянным сабельным зубом служило механической подпоркой. Это могло защищать саблю, пока молодые кошки учились охотиться, не повреждая её.

«Это позволяет эквиваленту наших подростков экспериментировать, идти на риск, по сути, учиться быть полноценным хищником».

Теория балок

Используя теорию балок (инженерный анализ) и метод конечных элементов (компьютерное моделирование), Цзэн смоделировал поведение реальных сабельных зубов.

Он обнаружил, что по мере удлинения зуба его прочность на изгиб (сила до разрушения) оставалась примерно постоянной, а жёсткость (прогиб под заданной силой) — уменьшалась. То есть, longer tooth became easier to bend.

Добавление в модель поддерживающего молочного зуба позволило жёсткости постоянного сабельного клыка соответствовать его прочности на изгиб, снижая риск поломки.

Результаты физических испытаний напечатанных на 3D-принтере моделей из смолы подтвердили выводы компьютерного моделирования.

Цзэн отмечает, что подобная система стабилизации клыков могла развиться и у других саблезубых животных. Хотя двойные клыки у других видов не найдены, некоторые черепа имеют молочные зубы на месте сабель при взрослой остальной зубной формуле.

«Это говорит о prolonged retention этих молочных клыков в то время, когда взрослые зубы-сабли вот-вот прорежутся или прорезываются», — заключил он.