Что такое бивень у слона
Что такое бивни и почему они встречаются только у млекопитающих
Учёные дали первое точное определение бивня и выяснили, когда эволюция наградила некоторых млекопитающих этим странным инструментом.
Фото Wolfgang Hasselmann/Unsplash.
Левая сторона черепа дицинодонта Dolichuranus из Танзании. Большой бивень виден в нижнем левом углу образца.
Фото K. Angielczyk.
У многих животных, включая слонов, бородавочников, бегемотов, арктических моржей и похожих на морских свинок даманов есть бивни.
Хотя размеры животных и их бивней могут различаться, все они имеют одну общую черту: бивни встречаются только у млекопитающих. В природе не существует рыб, рептилий или птиц с подобными зубами.
Учёные задались вопросом, какие эволюционные изменения привели к возникновению этого «стоматологического» феномена и почему сегодня млекопитающие — единственные животные с бивнями?
Исследователи выяснили, что первые бивни появились у животных-предшественников современных млекопитающих — дицинодонтов.
Не рептилии, но ещё не млекопитающие, дицинодонты жили 270–201 миллионов лет назад. Известно более 300 видов дицинодонтов. Некоторые из них были не крупнее крысы, а некоторые достигали размеров современного слона.
Они известны очень своеобразным расположением зубов. Отличительной чертой этих животных, впервые обнаруженных 176 лет назад, являются выступающие клыки в их верхней челюсти. У них редко были дополнительные зубы. Вместо этого у дицинодонтов был клюв из кератина, напоминающий клюв черепахи.
Однако не все выступающие зубы технически являются бивнями. Чтобы продолжать работу, учёным пришлось дать определение бивня, так как выяснилось, что этот термин довольно неоднозначен.
Исследователи определили, что для того, чтобы зуб считался бивнем, он должен выступать изо рта, состоять полностью из дентина — то есть не быть покрытым эмалью, как зубы большинства млекопитающих, и расти на протяжении всей жизни животного.
У млекопитающих, включая людей, в ходе эволюции развились прочные, покрытые эмалью зубы — однако коренные зубы вырастают у таких животных один раз в жизни. Бивни менее прочны, чем зубы с эмалевым покрытием, но они непрерывно растут, даже если повреждаются.
Исследователи провели исследование ископаемых тканей (палеогистологию) на тонких, как бумага, срезах окаменелых зубов 19 экземпляров десяти различных видов дицинодонтов.
С помощью микрокомпьютерной томографии учёные исследовали, как зубы дицинодонтов прикрепляются к черепу. Также они искали доказательства непрерывного роста этих зубов.
Внешне зубы большинства изученных дицинодонтов напоминали бивни, однако некоторые из них были покрыты эмалью.
Учёные обнаружили, что настоящие бивни появились лишь на более позднем этапе эволюции этой группы животных. Причём этот эволюционный переход случился не единожды — разные виды дицинодонтов со временем «заменили» свои зубы на бивни.
Авторы работы, опубликованной в издании Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences, пишут, что это исследование может помочь учёным лучше понять, как работает эволюция.
Различные виды, которые приняли зубы животных в ходе эволюции, могут рассказать учёным о давлении среды, с которым столкнулись эти животные. Например, бивни могут использоваться в самых разных целях, включая защиту, соревнование, поиск пищи в земле, половой отбор. Они даже могут помогать передвигаться: к примеру, моржи используют свои бивни, чтобы подняться на лёд из воды.
Учёные не знают, какие функции могли выполнять бивни дицинодонтов, потому что не могут наблюдать за поведением этих животных в жизни.
Ранее мы рассказывали о том, как по бивню мамонта удалось восстановить маршрут его передвижений в течение всей жизни. Также мы сообщали о том, что со змеями нас роднят более трёх тысяч генов, а ещё о том, что у предков млекопитающих были ужасные зубы хищных динозавров. Писали мы и о том, как утконосы и ехидны стали одними из самых странных животных на Земле.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Что такое бивни — просто украшение?
Бивни слонов — это огромные переродившиеся верхние резцы. Они, конечно, полезны слону, но вовсе не жизненно необходимы. В противном случае как могли бы обходиться без них слонихи, которым часто приходится защищать детенышей? Да и самцы, у которых по той или иной причине нет бивней, вполне жизнеспособны.
Однако несомненно, что бивнями слоны пользуются как ломом или рычагом. Часто они сдирают ими кору с деревьев или расщепляют мягкую древесину. Во время засухи в поисках воды слоны роют ямы с помощью хобота и бивней. После них этими ямами пользуются и другие животные, часто, таким образом, спасаясь от гибели. Бивни служат и своего рода символом могущества слонов. Однако для защиты от врагов и в битвах между собой они редко пользуются ими.
Вес бивней настолько велик, что слону едва ли было бы под силу таскать такую тяжесть, не будь кости черепа внутри полыми. Такой тип «облегченного стройматериала» человек заимствовал у животных и ныне применяет в технике.
Рекорд в длине и весе бивней принадлежит одному африканскому слону: длина их 4,1 м, а вес обоих бивней — 200 кг. Но найден и бивень весом 117 кг. У азиатского слона рекордная длина бивней 2,7 м, а общий их вес — 145,5 кг.
Слоны, живущие возле вулкана Маунт-Элгон, расположенного на границе между Кенией и Угандой, используют свои бивни несколько необычным образом: они взбираются высоко в горы в поисках породы, содержащей жизненно необходимую им соль. Сотни поколений слонов бивнями выкопали на склоне горы уходящий вглубь туннель длиной более 160 м. И по сей день, они выламывают бивнями соленую породу и перемалывают ее огромными, как коробки от обуви, коренными зубами. Конечно, бивни сильно истираются, но быстро восстанавливаются, потому что растут на протяжении всей жизни слона.
Бивни слонов
Содержание
Свойства слоновой кости
Один из лучших сортов слоновьей кости в свежем виде полупрозрачен, твёрд и менее других желтеет со временем. Меньшей прозрачности, более тёмного цвета, с большими повреждениями в виде трещин и сломов и более склонная к пожелтению слоновья кость меньше ценится.
Слоновьи бивни достигают 2,5 м длины и веса в 90 кг, хотя преобладают экземпляры весом менее 10 кг. Слоновая кость содержит, как и простая кость, фосфорнокислую известь, но в меньшей пропорции, от 56—59 %, и органическое вещество, дающее желтизну при кипячении с водой.
В кислоте слоновая кость размягчается вследствие растворения части извести и становится полупрозрачной. В таком виде её можно сгибать и формовать, а затем, по удалении кислоты в горячей воде, ей можно вернуть прежнюю жёсткость, но вид несколько меняется.
Для отбеливания пожелтевшей слоновьей кости её выставляли в течение нескольких дней на свет, погрузив в стеклянный сосуд со скипидаром; так как при этом иногда на дне выделялась разъедающая кость жидкость, клали отбеливаемые предметы на подставки.
Обыкновенно клыки изогнуты по дуге круга, хотя попадаются и двоякой кривизны, наподобие бычьего рога; у основания почти на половину длины они трубчатые, но пустота постепенно суживается, а стенки её утолщаются к острому концу. Разрез обыкновенно приблизительно эллиптический (5:4); строение напоминает дерево; поверхностный слой около 3 мм толщиной и мало отличается от основной массы, но иногда бывает толще и темнее.
Разрезанный клык так же ссыхается, как и дерево, но заметное изменение размеров происходит и вдоль волокон; поэтому для получения качественного продукта высушивание необходимо производить очень медленно, иначе получаются трещины. Слоновую кость распиливают очень тонкой пилой с довольно крупными, но мало разведёнными зубцами, смачивая водой, потому что нагревание пилы вызывает трещины в материале. Материал этот так дорог, что все отходы производства стремятся использовать.
Режущие инструменты при обработке слоновой кости должны скорее скоблить, чем резать стружку из опасения испортить материал. Шлифуют тоже аккуратно. Слоновая кость легко окрашивается с помощью анилиновых красок и других обычных красильных веществ, протравой долгое время служила оловянная соль, квасцы и т. п.
Изделия из слоновой кости
Слоновая кость используется как поделочный материал для изготовления предметов искусства с древнейших времён.
Игральные кости, костяшки домино — в их названиях до сих пор сохранилась память о материале, из которого они делались. Также из кости делаются и сейчас фишки для игры в маджонг.
Из кости делались бильярдные шары, клавиши для роялей и пианино.
В XVIII—XIX веках основой для портретной миниатюры служили тонкие пластины из слоновой кости.
Украшение из слоновой кости.
Охотничий арбалет из слоновой кости
Ограничения на добычу и торговлю
Главным источником слоновой кости долгое время служили Африка (см. Берег Слоновой Кости), Индия и Китай.
Из-за быстрого сокращения популяции слонов во многих странах был введён полный или частичный запрет на импорт и торговлю этим материалом. Наибольшее сокращение популяций произошло из-за браконьеров в течение и до 1980-х годов. В 1989 году ООН ввела 9-летний мораторий на торговлю слоновой костью, вследствие чего произошёл рост популяций и вновь спад, когда запрет был отменён для беднейших стран с большими популяциями слонов. Многие африканские страны, включая Зимбабве, Замбию, Намибию и Ботсвану, утверждают, что торговля слоновой костью необходима как для стимуляции их экономики, так и для ограничения количества слонов, якобы наносящих вред окружающей среде.
В 2002 году ООН частично отменила запрет на торговлю слоновой костью, разрешив нескольким странам экспортировать определённое количество слоновой кости.
Под давлением Международного фонда защиты животных (IFAW) в 2007 году компания eBay запретила все международные продажи товаров из слоновой кости на своих сайтах. Решение было принято после ряда массовых убийств африканских слонов, самым заметным из которых стало убийство слонов в Закоума в 2006 году (англ.) ( рус. в Чаде. IFAW обнаружил, что до 90 % сделок со слоновой костью, заключаемых на eBay, нарушают его собственные правила защиты дикой природы и потенциально незаконны. В октябре 2008 года eBay расширил защитные меры, запретив любые сделки со слоновой костью, в том числе и внутригосударственные.
В последнее время наблюдается устойчивый рост торговли слоновой костью из-за роста популяции слонов в Южной Африке. Организации, которые занимаются защитой слонов, считают, что это произошло из-за снижения браконьерства и введения запрета на торговлю слоновой костью. Однако в большинстве других стран, где обитают африканские слоны, их количество продолжает падать. На огромных территориях Западной и Центральной Африки слоны уже полностью истреблены браконьерами.
Исторический ареал диких слонов в Азии в настоящее время фрагментирован, незаконная охота на них продолжается. Слоны близки к исчезновению в Китае, Вьетнаме, Лаосе, Камбодже и Индонезии. В Мьянме зарегистрированы даже кражи домашних слонов для добычи слоновой кости.
Аналоги
Сейчас, в условиях развитого производства пластмасс, изделия из слоновой кости ценятся исключительно за их редкость.
Зубы кашалота в виде небольших эллипсоидов тоже дают желтоватую и твёрдую кость, годную для мелких поделок. Зубы слона и других больших животных слишком неоднородного строения, хотя тоже изредка идут в дело.
Эволюция в действии: в Африке начали рождаться слоны без бивней
У большинства млекопитающих, включая людей, мышей и нарвалов, существуют особые гены, ответственные за рост зубов и клыков. Но иногда природа может быстро «перепрограммировать» живые организмы, и живой пример тому – лишенные острых бивней африканские слоны.
Такие животные встречаются, хоть и весьма редко, в различных регионах континента, но наибольшая популяция проживает в национальном парке Горонгоса в Мозамбике. В течение пятнадцати лет там бушевала гражданская война. Во времена беспорядков расцвело браконьерство, и слонов начали быстро истреблять из-за ценной кости. В такой ситуации гиганты, лишенные бивней, получили неожиданное эволюционное преимущество, сообщает New York Times.
Не удалось отобразить опрос
Сейчас в парке проживает около 700 подобных особей, все они женского пола (отметим, что обычно у самок африканских слонов бивни есть, хотя не такие длинные и изогнутые, как у самцов).
Известно, что бивни слонов – это видоизмененные в ходе эволюции верхние резцы. Слоны, лишенные их, часто имеют родичей с такой же аномалией.
В последние годы ученые хорошо изучили генетическую программу, которая отвечает за развитие зубов всех млекопитающих. Оказалось, что генетические дефекты, ведущие к отсутствию или деформации зубов, очень схожи у многих видов.
Так, и у слонов, и у людей присутствует ген wnt10a. Его мутация может привести к тому, что один или несколько зубов просто не формируются. Подобная проблема встречается примерно у 8% населения планеты, а если включить случаи с непрорезавшимися зубами мудрости, то цифра возрастет до 30%.
Вместе с тем эта генетическая программа очень гибка и восприимчива к внешним условиям. Зубы могут принимать разнообразные формы (клыки, резцы, моляры). У некоторых животных они не перестают расти в течение всей жизни, превращаясь в бивни. Кабаны обладают бивнями, загнутыми вверх, у моржей они опущены книзу. Единственный обладатель прямого бивня в природе – нарвал.
Бивни весьма многофункциональны – их применяют для атаки и обороны, сражений во время брачного сезона, моржи используют в качестве «кошек», чтобы выбраться из воды на лед.
Слоны выкапывают бивнями минералы и соли, выкорчевывают небольшие деревья и, конечно, защищаются от врагов, в том числе таких грозных, как тигры и носороги. Интересно, что они чаще используют определенный бивень, то есть, как люди, могут быть правшами или левшами.
Но в современном мире это природное орудие оказывало своим владельцам плохую услугу. В Горонгосе охотники за слоновой костью в течение короткого времени истребили 95% популяции.
Официальная торговля костью во многих странах запрещена, но спрос на черном рынке остается огромным. Так что, возможно, отсутствие бивней поможет гигантам выжить. Наблюдения показали, что среди азиатских слонов достаточно много «беззубых» особей, они успешно выживают в дикой природе и даже способны победить «клыкастых» слонов-соперников.
Бивень слона: краткое описание и фото. Интересные факты
Слоновьи зубы
В пасти этих сухопутных животных, кроме выступающих наружу бивней, есть ещё четыре коренных зуба (по два в верхней и нижней челюсти), состоящие из множества соединённых друг с другом чешуек эмали и позволяющие слонам измельчать пищу. У азиатского слона жевательные зубы лентообразные, а у африканского – ромбовидные.
Смена коренных зубов происходит около шести раз в течение всей слоновьей жизни, причём новые зубы вырастают позади старых.
Что касается формы бивней, то у индийского (азиатского) слона они тонкие (у самок бивни и вовсе отсутствуют). Бивни африканского слона – толсты и огромны, а их длина иногда достигает двух и более метров.
Чем ещё отличается индийский слон от африканского?
Бивни самого крупного взрослого индийского слона вырастают максимум до полутораметровой длины и весят 20 – 25 кг. Рост этого животного может достигать 3 м, а вес – 5 тонн.
Индийские слоны, в отличие от африканских, живут исключительно в лесу, причём предпочтение отдают подлескам из бамбуковых зарослей.
Африканские слоны селятся и в лесу, и в саванне, и являются самыми крупными земными млекопитающими, о чём свидетельствует запись в «Книге рекордов Гиннеса».
Самый огромный представитель данной разновидности слонов был застрелен в 1974 году в Анголе. Весил этот самец более 12 тонн.
Удивительные подробности
По-настоящему эти гиганты боятся обыкновенных пчёл-медоносов. Услышав жужжание приближающегося пчелиного роя, слоны тут же пускаются наутёк. Но этих животных сложно назвать трусливыми существами. Они очень осторожны и умны. Кстати, слон занесён в перечень самых разумных зверей Земли.
В отличие от остальных представителей животного мира, слон, похоже, имеет представление о смерти. Слоны способны опознавать трупы (и даже кости) своих одноплеменников. Исследователи были поражены тем, как безразличие, с которым слоны относятся к останкам других живых существ, сменялось проявлением заботы и сочувствия по отношению к трупам сородичей.
Увидев скелет слона, эти животные не могут пройти мимо: они начинают напряжённо ощупывать останки хоботом, особое внимание уделяя голове погибшего. Основательно прощупав хоботами череп, будто бы пытаясь опознать безвременно ушедшего приятеля, слоны не бросают его бездыханное тело на растерзание животным-падальщикам, а засыпают сухой листвой.
Когда один из членов стада смертельно ранен, здоровые слоны, словно провожая родственника в лучший мир, дежурят около него и не расходятся до самого конца.
Зачем слону бивни?
С помощью этого «орудия» слон выкорчёвывает деревья и иногда защищается от врагов, главный из которых – человек. Взбесившийся слон с бивнями (фото внизу), длина которых иногда равна его собственному росту, представляет серьёзную опасность и для его собратьев, и для человека, но бешенство слонов – явление редкое. Слоновьи бивни – это скорее наказание от природы, чем подарок. Особенно печальна судьба африканских слонов, бивни которых всегда очень высоко ценились.
С приходом на «чёрный» континент белого человека с ружьём Африка перестала быть «слоновьим раем». Безжалостно истребляя добродушных великанов ради драгоценных бивней, европейские браконьеры оставляли их туши на съедение гиенам и грифам.
Где находится «слоновье кладбище»?
Интересный факт: никто и никогда не находил бивней умерших африканских слонов. Это обстоятельство легло в основу многочисленных легенд, которые не устаёт сочинять изобретательное местное население. В существование таинственных слоновьих кладбищ уже готовы были уверовать самые отъявленные контрабандисты. но тут за дело взялись исследователи живой природы.
Согласно сведениям, предоставленным натуралистами 20 века, слоновьи бивни служат источником минеральных веществ для дикобразов, которые с приходом сезона дождей и вовсе лишаются минералов, содержащихся в почве.
Вопрос об исчезновении бивней долго оставался открытым по той причине, что дикобразы – ночные животные.
Особенности слоновой кости
Бивень слона отличается мягкой, пластичной текстурой с малым количеством трещин, но ввиду того, что перевозка через государственные границы, как, впрочем, и хранение изделий из слоновой кости, запрещены, покупка этого материала бессмысленна.
Снаружи слоновьи бивни, в основном, гладкие и светлые, а изнутри напоминают полые конусообразные пульпы, причём внутренние пустоты доходят практически до середины длины бивней.
Как отличить бивень слона от подделки из другого материала
Специалисты, работающие с антиквариатом, отмечают, что очень часто роль слоновьих бивней отводится вполне качественным пластмассовым или керамическим подделкам, внешне очень похожим на резную слоновую кость. Некоторые фальсификаторы выдают за слоновьи бивни синтетические материалы с наполнителем из костяной стружки, которые тоже трудно отличить от натурального материала.
Для изготовления подделок в большинстве случаев применяют методы литья и ручной покраски. Если посмотреть на работу фальсификаторов вооружённым глазом, можно обнаружить линии швов и следы от литников. Но главным отличием считается неестественная гладкость и легковесность ненатуральных изделий.
За слоновьи бивни часто выдают другую, более дешёвую кость, но не всегда причиной является дороговизна натурального материала. Просто зачастую продавцы, являясь, по сути, перекупщиками, сами не знают, что продают.
Нередки также случаи, когда за изделия из бивня слона выдавались поделки из кости их древнего пращура – мамонта. Кстати, бивни мамонта запрещены не только к перевозкам, но и к обработке.
На интересный эксперимент решились в марте 2015 года власти Таиланда, легализовав хранение слоновой кости. Населению было предложено зарегистрировать нелегально хранящиеся у них дома бивни слонов и мамонтов, с тем, чтобы из контрабандистов превратиться в законопослушных граждан.
Как выяснилось, сувениры из слоновой кости хранятся почти у всех жителей страны. Тех из них, кто решился зарегистрировать свои сокровища, как и было обещано, государство освободило от ответственности за незаконное владение контрабандным товаром.
Как выяснилось, во многих семьях изделия из слоновой и мамонтовой кости играли роль реликвий и хранились для потомков. Теперь владельцы семейных ценностей могут быть спокойны.
Граждан Таиланда, не откликнувшихся на призыв властей, ожидает штраф в размере 200 000 долларов или 3 года тюрьмы.
Чем отличаются бивни мамонта от слоновьих
Бивни мамонта не имеют пустот. Имея сплошную однородную текстуру, они радуют глаз разнообразием цветовой гаммы (от бледно-кремового тона до густо-чёрного) и ярко выраженными светотенями.