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 Metastasierung von Tumoren verhindern
23.08.2019 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Neue Strategien in der Medikamentenentwicklung: Was unsere Zellen zur Therapie durch gezielten Proteinabbau benötigen
23.08.2019 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Hamburger und Kieler Forschende beobachten spontanes Auftreten von Skyrmionen in atomar dünnen Kobaltfilmen

Seit ihrer experimentellen Entdeckung sind magnetische Skyrmionen – winzige magnetische Knoten – in den Fokus der Forschung gerückt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hamburg und Kiel konnten nun zeigen, dass sich einzelne magnetische Skyrmionen mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern in magnetischen Metallfilmen auch ohne ein äußeres Magnetfeld stabilisieren lassen. Über ihre Entdeckung berichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Existenz magnetischer Skyrmionen als teilchenartige Objekte ist bereits vor 30 Jahren von theoretischen Physikern vorhergesagt worden, konnte aber erst...

Im Focus: Hamburg and Kiel researchers observe spontaneous occurrence of skyrmions in atomically thin cobalt films

Since their experimental discovery, magnetic skyrmions - tiny magnetic knots - have moved into the focus of research. Scientists from Hamburg and Kiel have now been able to show that individual magnetic skyrmions with a diameter of only a few nanometres can be stabilised in magnetic metal films even without an external magnetic field. They report on their discovery in the journal Nature Communications.

The existence of magnetic skyrmions as particle-like objects was predicted 30 years ago by theoretical physicists, but could only be proven experimentally in...

Im Focus: Physicists create world's smallest engine

Theoretical physicists at Trinity College Dublin are among an international collaboration that has built the world's smallest engine - which, as a single calcium ion, is approximately ten billion times smaller than a car engine.

Work performed by Professor John Goold's QuSys group in Trinity's School of Physics describes the science behind this tiny motor.

Im Focus: Die verschränkte Zeit der Quantengravitation

Die Theorien der Quantenmechanik und der Gravitation sind dafür bekannt, trotz der Bemühungen unzähliger PhysikerInnen in den letzten 50 Jahren, miteinander inkompatibel zu sein. Vor kurzem ist es jedoch einem internationalen Forschungsteam von PhysikerInnen der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie der Universität Queensland (AUS) und dem Stevens Institute of Technology (USA) gelungen, wichtige Bestandteile der beiden Theorien, die den Verlauf der Zeit beschreiben, zu verbinden. Sie fanden heraus, dass die zeitliche Abfolge von Ereignissen echte Quanteneigenschaften aufweisen kann.

Der allgemeinen Relativitätstheorie zufolge verlangsamt die Anwesenheit eines schweren Körpers die Zeit. Das bedeutet, dass eine Uhr in der Nähe eines schweren...

Im Focus: Quantencomputer sollen tragbar werden

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

GAIN 2019: Das größte Netzwerktreffen deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler startet in den USA

22.08.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz auf der MS Wissenschaft

22.08.2019 | Veranstaltungen

Informatik-Tagung vom 26. bis 30. August 2019 in Aachen

21.08.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

5G macht die Produktion smarter

23.08.2019 | Informationstechnologie

Wärmekraftmaschinen in der Mikrowelt

23.08.2019 | Physik Astronomie

Auf dem Prüfstand: Automatisierte Induktionsthermographie zur Oberflächenrissprüfung von Schmiedeteilen

23.08.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics