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鲨鱼是海洋中的霸主,人类连稍微硬点的肉都嚼不动,你也许会认为,二者的牙齿强度有天壤之别。然而6月发表在《结构生物学杂志》(Journal of Structural Biology)的一篇文章证实,人类和鲨鱼的牙齿其实同样坚固。
德国的研究者选取了尖吻鲭鲨和虎鲨的牙齿(主要由氟磷灰石组成),与人类的智齿(主要由羟基磷灰石组成),以及自然界天然产出的氟磷灰石单晶体,做了一系列对比研究。
人类和鲨鱼的牙齿都可分为珐琅质和牙本质两部分。在鲨鱼牙齿中,珐琅质和牙本质中都含有水、有机基质和生物矿物。与珐琅质相比,牙本质中的水、有机基质和碳酸盐的比例更高,但是氟化物含量偏低。单纯的氟磷灰石和羟基磷灰石硬度都很大,在牙齿中,由蛋白质将微小的晶体结合在一起,虽然降低了机械强度,但是提高了牙齿的韧性,可以在突然大力咬合时不至于粉碎。
在晶体衍射实验中发现,珐琅质显示出更大的结晶度。也就是说,珐琅质中的众多微小晶体与氟磷灰石单晶体的性质更接近。用电子显微镜放大观察,研究者发现在垂直、平行于珐琅质外表面排列的众多微小晶体,呈现出高度的定向性。纳米压痕和维氏显微硬度测试结果显示,鲨鱼的珐琅质的硬度比牙本质高6倍。
单从珐琅质和牙本质的强度的对应比较,人类和鲨鱼的牙齿的确没有明显差异。尖吻鲭鲨的牙齿可以撕裂猎物,虎鲨的牙齿可以直接咬断猎物,而人类的牙齿主要用来切割食物。研究者称,是牙齿的形状和功能造成了食性差异,而不是它们的强度。
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