Sử dụng sự kết hợp của thí nghiệm trên máy cắt và mô hình máy tính tiên tiến, các nhà nghiên cứu tại Đại học Bristol đã khám phá những phương cách hiệu quả nhất của răng để cắt thức ăn.

Kết quả của họ, được công bố ngày 06 tháng 3 trong Tạp chí “The Royal Society Interface”, chỉ ra hình dạng chính xác răng của động vật được tối ưu hóa như thế nào để phù hợp với những loại thức ăn của chúng.

Răng dạng răng cưa ở khủng long

 Có rất nhiều loại hình dạng răng trong thế giới tự nhiên, từ xưa có răng dạng răng cưa của Khủng long bạo chúa (Tyrannosaurus rex), răng hình tam giác ở cá mập và các răng hàm phức tạp của chúng ta hiện nay. Răng có thể cho phép động vật nghiền nát, cắt, xé hoặc thậm chí cắt thức ăn thành những miếng nhỏ đủ để nuốt. Tuy nhiên, công cụ cắt như vậy không bị giới hạn đối với động vật có răng. Mỏ chim, bộ phận miệng của côn trùng và lưỡi nhám của ốc cũng có thể được sử dụng để đập vỡ thức ăn.

Răng dạng hình tam giác ở cá mập

Dựa vào sự đa dạng của các hình dạng răng, thật ngạc nhiên khi thực hiện kiểm tra xem làm thế nào răng có thể cắt và phá vỡ thức ăn. Hai nhà nghiên cứu tại Đại học Bristol, Tiến sĩ Philip Anderson và Tiến sĩ Emily Rayfield, đã bắt tay vào vấn đề này bằng cách sử dụng một sự kết hợp các thí nghiệm vật lý và mô hình hóa máy tính công nghệ cao.

Sử dụng duy nhất một máy cắt với hai lưỡi dao, các nhà nghiên cứu đã đo lực cần thiết để nén cắt thức ăn bởi hình dạng răng khác nhau. Phân tích phần tử hữu hạn (FEA), một phương pháp tính toán trong kỹ thuật, đã được sử dụng để mô phỏng những thí nghiệm này và cho phép thay đổi các thông số đo đạc khác nhau, chẳng hạn như tổng số năng lượng cần thiết. Nó chỉ ra rằng các răng khác nhau về hình dạng được tối ưu hóa cho các loại thực phẩm khác nhau.

Tiến sĩ Anderson nói: "Độ cứng thực tế hoặc độ bền của các thực phẩm có ảnh hưởng lớn vào những loại hình dạng răng hiệu quả nhất để cắt nó. Chúng tôi nhận thấy rõ ràng ở hình dạng chữ V của cạnh cắt tương tự như hình dạng răng được tìm thấy trong một số loài cá mập và răng nanh của các loài động vật có vú ăn thịt, và tìm thấy rằng các góc hình chữ V có thể được tối ưu hóa cho các loại thực phẩm khác nhau”.

"Điều này sắp xếp của phân tích là chỉ có thể bởi vì chúng tôi tạo ra một mô hình máy tính để mô phỏng các thí nghiệm vật lý. Với mô hình xác nhận, chúng tôi đã có thể thay đổi hình dạng răng cho đến khi chúng tôi tìm thấy một hình dạng cụ thể mà sử dụng năng lượng ít nhất."

"Những kết quả này có vẻ khá rõ ràng," Emily Rayfield cho biết, "bởi vì chúng ta biết hình dạng răng thích nghi với chế độ ăn uống. Nhưng chúng tôi rất ngạc nhiên độ chính xác và khả năng dự báo sự phù hợp của hình dạng răng với chế độ ăn uống."

Các nhà nghiên cứu hy vọng phương pháp mới này tích hợp dựa trên phân tích thực nghiệm và mô hình máy tính lý thuyết sẽ tạo ra một khuôn khổ mới để khám phá lịch sử tiến hóa của hình dạng răng và nó liên quan thế nào đến chế độ ăn uống

Nguồn: Researchers investigate efficiency of bladed tooth shape