FOR 771: Funktion und Leistungssteigerung in den Bezahnungen der Säugetiere - phylogenetische und ontogenetische Einflüsse auf den Kauapparat
Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
Biologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel der FOR 771 war ein besseres Verständnis der Funktionsweise von Säugetiergebissen, wobei die große morphologische und funktionelle Diversität der Gebisse fossiler und rezenter Säugetiere im Fokus stand. Hierbei wurde besonderes Gewicht auf eine klare und eindeutige Begrifflichkeit und Terminologie zu den biomechanischen Grundlagen der Mastikation gelegt. Angestrebt wurde ein vertiefter Einblick in die Rolle von den Oberflächen der Zähne in ihren Bewegungsabläufen während des Kauvorganges, um einerseits die unterschiedlichen Nahrungsanpassungen und andererseits die Funktionsweise besser zu verstehen. Ziel war eine objektivierbare Vergleichbarkeit der Kaufunktion, die durch eine Quantifizierung der beim Kauschlag aktiven Zahnkontaktflächen mit der in der FOR entwickelten Occlusal Fingerprint Analyser Software erreicht wurde. Hierbei waren grundlegende biomechanische und physiologische Abläufe, Funktionsänderungen während der Ontogenese der Individuen sowie evolutionäre Veränderungen und Diversität von besonderem Interesse. Die wichtigsten Ergebnisse der FOR 771 sind: Entwicklung einer Software zur virtuellen Simulation und Quantifizierung von Okklusion und Mastikationszyklus anhand von 3D-Modellen (Occlusal Fingerprint Analyser, OFA). - Entwicklung einer modularen Kaufacetten-Nomenklatur, die frei von phylogenetischen Implikationen und universell auf Säugerzähne anwendbar ist. - Vorstellung eines Taxon-übergreifenden Systems mit einer sechsstufigen Abfolge von „Individuellen Abkaustadien“ (IDAS) zur Bestimmung des individuellen Alters und der Alterszusammensetzung von Populationen. - Entwicklung eines Mastikationskompasses zur Taxon-übergreifenden Visualisierung der Phasen der Kaubewegung. - Rekonstruktion von Unterschieden in der Ernährung von Huftieren mittels ISO-genormten Oberflächen-Texturparametern der Okklusionsfläche. - Vorstellung einer fundamentalen Theorie der Zahnusur. - Taxon-übergreifende Klassifizierung hypsodonter Zähne basierend auf heterochronen Verschiebungen der Ontogenesephasen eines Zahnes. - Vorstellung der „Extended Mesowear Method“, die für die Praxis (Zootierhaltung) von großer Bedeutung ist. - Demonstration mittels Indentationsmessungen, dass native Phytolithe weicher als frisches Zahngewebe sind und Hypsodontie somit nicht unmittelbar durch pflanzliche Abwehrmaßnahmen gesteuert sein dürfte. - Bestätigung der „expensive tissue hypothesis“ durch den Marker Carbon anhydrase. - Identifikation von Proteinen, die spezifisch an Schmelz, Dentin oder Phytolithe/Grit binden. - Erstmalige quantitative Bewertung bisheriger qualitativer Aussagen zur Evolution und Funktionsmorphologie von Primatenmolaren (OFA). - Demonstration eines grundlegenden Funktionswandels bei der Evolution vom prätribosphenischen zum abgeleiteten tribosphenischen Molaren mit Wechsel von einphasigem zu zweiphasigem Kauzyklus und neuer reibender Funktion. - Die hyperinsektivoren Molaren rezenter Säugetiere (Tenreks) entsprechen funktionell dem prätribosphenischen Zustand (sekundäre Vereinfachung). - Entwicklung eines zweiphasigen Kauzyklus bei einer frühen Linie jurassischer Stamm-Mammalier (Docodonten) konvergent zu den modernen Säugetieren. - Präsenz einer transversale Kaubewegung bereits bei den erdgeschichtlich ältesten Säugetieren mit hochkronigen Backenzähnen (Gondwanatheria, Kreide. - Nachweis mikrostruktureller Veränderungen im Dentin von Xenarthra als Anpassung an den evolutionären Verlust von Zahnschmelz. - Demonstration opportunistischer Nahrungswahl bei mesozoischen Tritylodontiern (Mammaliaformes) durch quantitative Microwear- und Mikrotextur-Analysen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Mammalian teeth : form and function. München : Verlag Friedrich Pfeil. ISBN: 9783899372663
Thomas Martin and Wighart v. Koenigswald (eds.)
