Pentru Martin Nweeia, narvalul – o balenă misterioasă cu un colț descentrat – este mult mai interesant decât unicornul mitic.
Acum, la opt ani după ce a descris colțul distinctiv al narvalului ca fiind un organ senzorial, creatura fascinantă este în curs de a fi pusă în evidență. Nweeia și colegii săi au cartografiat o cale senzorială între acel dinte spiralat și creierul narvalului, arătând pe parcurs cum animalul își poate folosi colțul pentru a-și descoperi mediul înconjurător.
Dentist practicant în Connecticut și instructor clinic în cadrul Departamentului de Stomatologie Restaurativă și Științe Biomateriale de la Școala de Medicină Dentară de la Harvard, Nweeia se autodefinește ca fiind „doar un copil curios” al cărui interes pentru antropologia dentară – dinții la oameni de-a lungul istoriei evoluției – l-a determinat să se uite, de exemplu, la colțul elefantului și la alte variante de dinți la animale. Dar, de mai bine de o duzină de ani, el urmărește narvalii în habitatul lor nativ, la jumătatea distanței dintre Cercul Arctic și Polul Nord.
Cu cât Nweeia studia mai mult narvalii, cu atât mai puțin sens păreau să aibă.
Un dinte spiralat se proiectează prin buza superioară la o înălțime ciudată de nouă picioare dintr-o singură parte a capului masculului. Este un dinte, nu un corn, cu diferențe de mărime bazate pe sex, bine cunoscute în regnul animal.
Un alt dinte rămâne înfipt în cealaltă parte a gurii narvalului, o asimetrie care nu se găsește în altă parte în natură. Embrionii masculi de narval au opt perechi de dinți în gură în curs de dezvoltare, dar numai două perechi se formează după naștere, o pereche formând colții. De obicei, doar unul dintre acești dinți devine colțul caracteristic.
Lumea cercetării narvalilor înseamnă expediții în vârful nordic al Insulei Baffin, unde Nweeia se cocoață pe banchizele de gheață sau în taberele de pe țărm, îmbracă un costum uscat pentru a se bălăci în apă de 36 de grade, înfruntă vânturi de 120 de mile pe oră și urmărește cu atenție urșii polari. La începutul carierei sale de 14 ani de expediții dificile, Nweeia și colegii săi au descoperit că colțul narvalului este inversul structural al unui dinte uman: Are o tijă rigidă în centru, înconjurată de un strat exterior flexibil care conține tubuli poroși.
„Toate aceste lucruri se opun tuturor regulilor și proprietăților pe care cineva le-ar învăța despre dinți, dacă ar merge la școala de stomatologie”, a spus Nweeia.
În 2005, el și colegii săi, inclusiv Peter Hauschka, profesor asociat HSDM de biologie a dezvoltării la Spitalul de Copii din Boston, au raportat la o conferință că colțul narvalului este un organ senzorial, care furnizează informații despre mediul său oceanic înghețat. Acum, o lucrare, publicată în numărul din aprilie al revistei Anatomical Record, urmărește drumul de la senzație la creier folosind anatomia, histologia, genetica și neurofiziologia.
Echipa lui Nweeia a găsit nervi, țesuturi și gene în pulpa colțului narvalului care sunt cunoscute pentru funcția senzorială și care ajută la conectarea colțului la creier. Înarmat cu acest nou model, Nweeia trebuia să confirme că informația senzorială este transmisă efectiv de-a lungul acestei căi către creier de la colț la narvalii vii.
Echipa a testat această ipoteză strecurând o „jachetă de colțișor” – un tub transparent sigilat cu spumă la ambele capete – pe un narval care a înotat în apele din largul insulei Baffin, încă reci în luna august.
Stimul a fost apa, fie bogată, fie săracă în sare, care s-a scurs prin tub și peste colțișor în teste separate. Răspunsul a fost o schimbare a ritmului cardiac, măsurat cu un monitor Holter, același dispozitiv portabil pe care oamenii îl poartă atunci când medicii lor doresc să documenteze ritmul cardiac. Echipa a agățat electrozi pe pielea narvalilor, a făcut măsurători ale ritmului cardiac și apoi a eliberat animalele nevătămate după mai puțin de 30 de minute.
Cercetătorii au măsurat schimbările în ritmul cardiac și au constatat schimbări semnificative în funcție de salinitatea apei.
De ce ar conta variația salinității apei? Un animal care trăiește într-un mediu oceanic în continuă schimbare, cu formare de gheață, este esențial pentru succesul speciei, au presupus cercetătorii. Nweeia a concluzionat că colțul narvalului simte variațiile de salinitate a apelor oceanice ca o posibilă modalitate de a-și demonstra aptitudinea față de femele. O astfel de abilitate ar putea ajuta masculii să găsească femelele în estru sau să ajute la localizarea alimentelor esențiale pentru narvalii nou-născuți.
Salinitatea apei a fost stimulul senzorial, care a declanșat semnale către creier și apoi a declanșat schimbări receptive în ritmul cardiac, a explicat Nweeia.
„Acesta este primul dinte despre care s-a demonstrat prin teste in vivo că are o funcție senzorială la o variabilă normală din mediul său”, a spus el.
Nweeia ne amintește că și dinții noștri sunt sensibili, dar, ca și la alte mamifere, acest lucru a fost documentat doar după leziuni sau boli semnificative. Dinții umani pot simți frigul, căldura sau durerea, mai ales atunci când au fost expuși după deteriorarea stratului exterior dur.
Cărțile de medicină dentară prezintă teoria hidrodinamică a sensibilității dentare, atribuită lui Martin Brannstrom, care susține că schimbările de fluid din interiorul tubulilor din stratul de dentină provoacă variații de presiune care ajung la nervii din pulpa dentară. Brannstrom a emis ipoteza că dinții sunt capabili să detecteze gradienți de temperatură, presiune, particule și senzații tactile.
Propușii pași ai grupului lui Nweeia, Narwhal Tusk Research, sunt de a finaliza un studiu de 12 ani care colectează cunoștințele tradiționale inuite despre narval și de a găsi o legătură evolutivă cu microstructura colților.
Între timp, Nweeia își continuă munca de zi cu zi în stomatologia generală la cabinetul său din Sharon, Conn.
„Imaginați-vă: Explorarea, minunea și misterul sunt toate înfășurate în acest colț magnific spiralat și organ senzorial”, a spus el.
Acest studiu a fost finanțat de granturile National Science Foundation 0739858, 0839989, 0756708, 0701534, 0646872 și 0630561. Fonduri suplimentare au fost acordate de Școala de Medicină Dentară Harvard, Muzeul de Zoologie Comparată de la Harvard, Smithsonian Institution, The Explorers Club, Castle & Harlan Inc., NSERC, Departamentul de Pescuit și Oceane din Canada și Consiliul de gestionare a vieții sălbatice din Nunavut.
.