November 2015: Fossiler Zahnwechsel

Zygolophodon turicensis
Alter ca. 12 Mio. Jahre (Miozän)
Markt Indersdorf bei Dachau Länge 22 cm
SNSB-BSPG 1916 I 1

Das Gebiss der Säugetiere (inklusive das der Menschen) hat eine über 300 Millionen Jahre lange Geschichte, die durch Fossilien sehr gut belegt ist. In diesem gewaltigen Zeitraum ist es zu einem komplexen Organsystem evolviert, dessen Stärke nicht in der Quantität der Zähne liegt, wie bei Reptilien und Fischen, die unbegrenzt, lebenslang ihre vielen Zähne wechseln. Die Natur hat beim Säugetiergebiss in Qualität investiert. Dies betrifft sowohl das Material, aus dem die Zähne bestehen, sowie die Form der Zahnkronen und die Befestigung im Kiefer. Eine besonders wichtige Eigenschaft, und eines der Geheimnisse, die zum Erfolg der Säugetiere geführt haben, sind die Kauflächen der Backenzähne. Sie bestehen aus Graten und Höckern, die beim Kauen ineinandergreifen und so eine optimale Zerkleinerung der Nahrung in Vorbereitung auf den weiteren Verdauungsprozess ermöglichen. Da ein ständiger Zahnwechsel in diesem Zusammenhang einen reibungslosen Kauvorgang unmöglich gemacht hätte, findet bei den Säugetieren nach dem Austausch des Milchgebisses durch eine zweite Zahngeneration kein Zahnwechsel mehr statt. Besonders harter Zahnschmelz und eine flexible Zahnbefestigung schützen vor frühzeitiger Beschädigung und Verlust, die bei Reptilien und Fischen durch den unbegrenzten Zahnwechsel kompensiert werden, und gewährleisten so eine lange Lebensdauer des permanenten Gebisses und damit auch seines Besitzers.

Der Ablauf des Zahnwechsels ist genetisch festgelegt.  Damit ist genau vorgegeben, in welcher Reihenfolge und zu welchem Zeitpunkt in der Individualentwicklung eines Säugetiers die permanenten Zähne die Milchzähne ersetzen. Dies ist von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich und an jeweilige Besonderheiten der Körperwachstumsraten sowie der Schädelanatomie angepasst. Bei den meisten Säugetieren, auch beim Menschen, erfolgt der Zahnwechsel vertikal. Die Zähne der zweiten Gebissgeneration bilden sich ober- bzw. unterhalb der Milchzähne im Ober- und Unterkiefer und wandern zum Zahnwechsel nach unten bzw. oben bis sie schließlich durch die Knochenhaut nach außen treten (eruptieren) und dabei den Vorgänger verdrängen. Es gibt aber auch Säugetiere bei welchen die Zähne horizontal gewechselt werden. Dies betrifft auch die Elefanten, die ihre Backenzähne (bei sogar geringerer Anzahl!) sehr viel langsamer bilden, so dass sich der Zahnwechsel bis weit in das Erwachsenenalter hineinzieht und nie alle Zähne gleichzeitig in Gebrauch sind. Neue Zähne entstehen hinter denen, die in Gebrauch sind, und schieben diese nach vorne sobald sie aus dem Kiefer wachsen. Die vordersten Zähne der Zahnreihe werden so sukzessive aus dem Kiefer hinaus geschoben (siehe Abbildung).


Das Fossil des Monats stammt von einem Urelefanten, der einmal in Bayern heimisch war. Diese Tiere besaßen noch vier Stoßzähne, zwei oben und zwei unten, und hatten deutlich längere Schädel (inklusive Unterkiefer) als unsere heutigen Elefanten, gleich dem Urelefant der unten im Lichthof präsentiert wird. Das ausgestellte Unterkieferfragment trägt zwei Milchzähne, die deutliche Abnutzungsspuren zeigen. Darunter ist ein kleines Fenster in den Knochen präpariert, das den schon im Kiefer vorhandenen permanenten Ersatzzahn zeigt. Damit ist klar, dass es sich um den Überrest eines noch jungen, längst nicht ausgewachsenen Individuums handelt, das aber schon von der Muttermilch entwöhnt war. Die Lage des permanenten Backenzahns unter dem Milchzahn ist bemerkenswert, denn im Gegensatz zu unseren heutigen Elefanten fand hier noch der unter Säugetieren eigentlich übliche vertikale Austausch der Milchzähne statt. Dieses Fossil ist, wie viele andere, ein Zeugnis für den gravierenden anatomischen Umbau des Rüsseltiergebisses im Laufe der Evolution. Die Gründe dafür lagen in Veränderungen der Umweltbedingungen, die das Überleben in offenen Landschaften notwendig machten. Nur eine Erhöhung der Zahnkronen und eine verzögerte Zahnbildung konnten dem damit einhergehenden verstärkten Zahnabrieb durch stark grashaltige Nahrung entgegenwirken.


Das Beispiel der Rüsseltiere steht stellvertretend für das Potenzial der Säugetiergebisse sich durch das Wechselspiel von Form, Material und Verankerung einer Vielfalt von evolutiven Herausforderungen stellen zu können. Dies ermöglichte eine ganz neue Dimension der Ausbeutung der natürlichen Ressourcen, die einen wesentlichen Anteil an der Gestaltung der gegenwärtigen natürlichen Lebensräume des Festlands hatte. Sicher ist, ohne Zähne sähe die Welt anders aus und auch wir würden nicht existieren.

G. Rössner