Как нарвалите отглеждат единствения прав бивник в природата

Нарвалите са зъбати китове, известни с единствения в природата прав бивник, един-единствен спираловиден зъб с дължина до три метра. Тези бивни са толкова странни, че много хора през Средновековието са вярвали, че са рога на еднорози и са магически. Бивните и сега са популярни сувенири в Канада и Гренландия. Според инуитската легенда, жена била завлечена в океана от харпунно въже, след като оръжието улучило нарвал, и се превърнала в самото животно. Косата ѝ, която носила на усукан възел, се превърнала в спираловиден бивник.

Вече никой не вярва на тези фантазии, но бивните все още интригуват учените. Нарвалите обаче се оказват изключително трудни за изучаване, защото тези китове прекарват по-голямата част от живота си под арктическия лед.

Наскоро голям международен екип изследователи обяви, че са разрешили загадката на необичайната структура на нарвалските бивни - как се получава тази уникално спираловидна, но едновременно с това права форма на копие.

Нарвал. Кредит: пресс-служба ПАО "Газпром нефть"/ Animalia

Да караш колело с метла на главата

Левият кучешки зъб на мъжките нарвали расте през челюстта и горната устна, стърчейки в единствения прав бивник в животинското царство. Десният кучешки зъб остава заровен в черепа. Това се случва, когато мъжките достигнат две или три години, и рогът достига дължина от 1.5 до 2 метра (понякога 2.7 метра). 

"Представете си, че трябва да карате колело с метла с дълга дръжка, привързана към главата ви", коментира Хенрик Биркедал (Henrik Birkedal), старши автор на изследването в Nature Communications, описващо новото откритие.

Ето как се чувстват мъжките нарвали, когато се гмуркат дълбоко под водата, посочва химикът от университета в Орхус, Дания. И все пак, въпреки това огромно стърчило, животните изглежда се справят добре, добавя изследователят.

Учените имат няколко хипотези за това каква би могла да бъде истинската цел на бивника на нарвалите. Кредит: Dr. Kristin Laidre, Polar Science Center, UW NOAA/OAR/OER/Animalia

Двойна спирала

Известно е, че бивникът постоянно се извива наляво и че е съставен от дентин от вътрешната страна, покрит с тънък слой цимент, обгръщащ централна пулпна камера. Дентинът и циментът от своя страна са изградени от микроскопични колагенови фибрили, минерализирани с наночастици хидроксиапатит.

Макромащабната спирална форма се появява по някакъв начин от начина, по който тези фибрили се организират. Тази структура определя и материалните свойства на бивните. Един от въпросите е дали спиралната структура присъства и в микро- и наномащаб.

На молекулярно ниво, вътрешният дентин образува дясна спирала, докато външният цимент образува лява спирала, разкриват мощните рентгенови сканирания.

Тези две противодействащи сили придават на бивните права структура, която е толкова различна от извитите бивни на другите животни, като например слоновете.

"Представете си, че завъртате винт в парче дърво и с всяко завъртане винтът прониква по-дълбоко", обяснява Биркедал. Бивните на нарвалите са подобни - с изключение на това, че винтът се избутва по-далеч от главата на животното.

За да проведат изследването, те са използвали бивни от музеи, както и такива, събрани от коренното население на Гренландия - инуитите, които ловуват нарвали за храна.

3D изображение, показващо как са разположени минерализираните колагенови фибрили.. Кредит: Adrian Rodriguez Palomo / Nature Communications/CC BY-NC

Никой досега не е картографирал вътрешната структура в три измерения на атомно, нано и макро ниво. Затова авторите на тази последна статия изследват два екземпляра от бивни и черепи на мъжки нарвал, като комбинират множество техники за изобразяване: рентгенова компютърна томография, сканираща рентгенова дифракция, сканиращо рентгеново разсейване под малък ъгъл и тензорна томография, както и двулъчепречупваща микроскопия. Това изисква резервиране на време за три големи синхротрона в Швеция, Швейцария и Франция. Те също така извършват стандартни морфологични измервания и провеждат механични тестове за триточково огъване.

Резултатите показват, че колагеновите фибрили и хидроксиапатитните наночастици се ориентират по надлъжната ос на бивника, така че има постоянно висока степен на анизотропия във всички мащаби. Но има малки системни отклонения при малки ъгли в тази ориентация, които от своя страна създават усуканата структура. Докато циментовият слой образува известната лява спирала, дентинът образува дясна спирала.

Тази структура на двойна спирала е тайната на забележителната твърдост и здравина на бивника, като гъвкавите влакна и твърдата минерална матрица позволяват на бивника да издържа на силно огъване и усукване, без да се напуква. Това също така позволява на бивника на нарвала да расте прав, за разлика от например извития бивник на слон.

Компютърна томография на бивник на нарвал. Кредит: Adrian Rodriguez Palomo/CC BY-NC

Екипът също така отбеляза по-фина подлежаща микроструктура в цимента от снопове колагенови влакна, радиално простиращи се навън, която те планират да проучат допълнително, използвайки микро- и нанолъчеви експерименти.

Учените са изненадани и да открият растежни слоеве, подобни на дървесни пръстени, вътре в бивните, които дават информация за продължителността на живота им.

"Тъй като китовете могат да живеят до 80 години, зъбите им формират своеобразен исторически запис на променящите се условия на околната среда през целия живот на животното", обяснява съавторът Биркедал от университета в Орхус в Дания. "И тъй като Северният Атлантик в момента претърпява много бързи промени, очевидно е да се проучи дали можем да проследим тези промени в твърдата тъкан на бивника на нарвала. Именно върху това работим сега."

Но за какво служат?

Това не бе единствената неразгадана мистерия около бивните на нарвалите. Учените не са наясно и с точното предназначение на най-странния зъб в света.

Общоприето е мнението, че тези бивни най-вероятно са еволюирали чрез полов подбор като форма на социален статус. Те очевидно не са от решаващо значение за оцеляването, тъй като женските обикновено не развиват бивни - а ако развият, те са много по-малки с по-малко спирали - и въпреки това обикновено живеят по-дълго от мъжките. Но точната функция на бивните все още е неуточнена.

Нарвалите са наблюдавани да използват бивните си, за да зашеметяват малки арктически риби по време на лов. Възможно е да се използват като оръжия в битки, но това поведение не е наблюдавано директно, въпреки че са открити нарвали с бивни, пронизали телата им. Това предполага, че биха могли да бъдат използвани за установяване на господство и впечатляване на потенциален партньор.

"Това определено е най-вероятната цел на бивника", заявява пред AFP съавторът на изследването Мадс-Петер Хайде Йоргенсен (Mads-Peter Heide Jorgensen) от Гренландския институт за природни ресурси.

Нарвали в северозападна Гренландия. Кредит: Carsten Egevang/ Greenland Institute of Natural Resources/CC BY-SA 3D

Наличието на няколко милиона нервни окончания намеква, че нарвалите е възможно да усещат промени в температурата или солеността на водата с бивните си.

Но авторите на новата статия, смятат, че това е малко вероятно, тъй като бивните се отглеждат почти изключително от мъжки нарвали - ако бивните бяха толкова полезни като сензори, защо не са се развили и при женските?

Нарвалите са изключително трудни за изучаване, защото тези китове прекарват по-голямата част от живота си под арктическия лед. Кредит: пресс-служба ПАО "Газпром нефть"/ Animalia

Водещият експерт по бивни на нарвалите Мартин Нвея (Martin Nweeia), който не е участвал в новото проучване, категорично не е съгласен.

"Основната функция на този бивник е да бъде сензорна система", отбелязва пред AFP денталният антрополог от Харвардския университет Нвея, посочвайки предишните си изследвания.

Въпреки това несъгласие, Нвея признава, че изследването е "още един ценен принос към познанията ни за микроанатомията и морфологията на бивните".

Справка: Henrik Birkedal, The narwhal tusk assembles its macroscopic helix from building blocks with opposing twists, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75689-z. www.nature.com/articles/s41467-026-75689-z

Източници:

Scientists discover how narwhals grow nature's only straight tusk, Phys.org

X-rays add new twist to narwhal’s spiral tusk, Аrstechnica

Още по темата

13/11/2025

Животът

Нарвали атакуват научно оборудване в Арктика

07/10/2022

Животът

Как са се оформили съвременните китове в процеса на еволюцията

14/04/2022

Животът

Откъде идва митът за еднорога? На европейските пазари са продавани рога на нарвали за рога на тези създания

23/05/2017

Животът

Заснеха как нарвалите използват своите рогове, за да ловят риба (видео)