Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf den Zahn gefühlt: 3D-Analyse von Tierzähnen verrät Essverhalten

31.07.2012
„Zeig uns deine Zähne, und wir wissen, was du isst“ – nach diesem Motto arbeitet das Wissenschaftler-Team der Abteilung „Säugetiere“ des Zoologischen Museums der Universität Hamburg um Prof. Dr. Thomas Kaiser und Dr. Ellen Schulz.
Sie untersuchen die Abnutzung von Tierzähnen und können aus den Ergebnissen auf die Nahrung der Probanden schließen. So lassen sich auch Erkenntnisse über das Essverhalten bereits ausgestorbener Arten gewinnen. Mit 3D-Analysen und erstmals mit industriellen Mess-Standards wurden unter anderem die Kauflächen von Affenzähnen untersucht. Die Ergebnisse wurden nun im Fachmagazin „Journal of Human Evolution“ veröffentlicht.

In der aktuellen Ausgabe (63/2012) berichten Kaiser und Kolleg/inn/en von einem Forschungsprojekt, bei dem sie den Anteil von Früchten an der Nahrung von acht verschiedenen Affenarten untersuchten. Der im Wortsinn Knackpunkt der Analyse waren die Spuren der Fruchtkerne, die nach dem Zerbeißen auf den Zähnen der Affen zurückblieben. Modernste 3D-Analysen machen die Kerben im Zahn sichtbar und ermöglichen es, die Zahn-Oberflächen auf Verschleißmerkmale zu untersuchen.

3D-Modelle von den Zahnreihen eines Spitzmaulnashorns. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Forschungscluster „Zahnfunktion“ haben eine spezielle Software entwickelt, mit der Tiere und Menschen virtuell „Kauen lernen“. Durch Simulierung der Nahrung können sogar die Kräfte berechnet werden, die beim Kauen entstehen.

Foto: UHH/Hallay


Zahnreihe eines afrikanischen Spitzmaulnashorns. Die Winkel der Kaufläche sind in diesem 3D Modell in Farben umgesetzt. Blautöne sind flache Täler, in denen Blattnahrung durch hohe Drücke „ausgequetscht“ wird. Rot und orange zeigen Schneidekanten. Hier herrschen die höchsten Scherkräfte im Kausystem.

Foto: UHH/Landwehr

Dabei kommt die am Zoologischen Museum entwickelte Methode „Dental Areal Surface Texture Analysis“ (DASTA) zum Einsatz. Hierbei werden erstmals international genormte Mess-Standards angewendet, die sonst von Oberflächenuntersuchungen in der Auto-Industrie bekannt sind. So werden z.B. geometrische Eigenschaften der Kaufläche wie Tiefe und Weite des Zahntals analysiert.

„Der Zahn ist beim Kauen die Schnittstelle zum Lebensraum. Deshalb muss man verstehen, was an den Zähnen passiert“, erklärt Prof. Dr. Thomas Kaiser. „Wir sind die ersten, die ISO- und DIN- genormte Oberflächen-Messverfahren für die Biowissenschaften nutzen und haben inzwischen manchmal mehr Erfahrung damit als die Industrie.“

Bei den Affen zeigte sich, dass die Zähne der Tiere, die viele Früchte mit großen harten Kernen fressen, eine komplex vernarbte Oberfläche aufweisen und sich von denen anderer Arten unterscheiden, die hauptsächlich Gras rupfen. Mit diesen Erkenntnissen lassen sich auch Rückschlüsse auf die Ernährung bereits ausgestorbener Primaten ziehen.

Die Analyse der Zahnfunktion ist eine neue Forschungsrichtung der Biologie. „Die Innovation der Säugetiere im Vergleich zu anderen Wirbeltieren ist, dass sie kauen können. Die Bezahnung spielt somit die Schlüsselrolle für die gesamte Säugetierexistenz“, erklärt Thomas Kaiser. „Wir waren sehr erstaunt, als wir festgestellt haben, wie wenig über die grundlegenden Funktionen der Zähne bekannt ist.“ Die 3D-Modellierung von Zahnbewegungen und Kauvorgängen wird im Rahmen einer Forschergruppe von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Für Rückfragen:
Prof. Dr. Thomas M. Kaiser
Biozentrum Grindel und Zoologisches Museum Hamburg
Telefon: 040.42 838-7653
E-Mail: Thomas.kaiser@uni-hamburg.de

Dr. Ellen Schulz
Biozentrum Grindel und Zoologisches Museum Hamburg
Telefon: 040.42 838-5315
E-Mail: Ellen.schulz@uni-hamburg.de

Birgit Kruse | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hamburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise