Zähne

Sonderausstellung 2010

Wirbellose mit Biss

In den Mündern etlicher wirbelloser Tiere, die räuberisch oder weidend leben, finden sich Beispiele für Zähne oder ähnliche harte Strukturen, wie die Raspelzunge der Weichtiere, der komplizierte Kieferapparat der Seeigel oder die Mundwerkzeuge mancher Insekten. Die Zähne der wirbellosen Tiere sind unabhängig von jenen der Wirbeltiere entstanden. Da sie oft vergleichbare Aufgaben haben, sind sie äußerlich teilweise recht ähnlich. Solche Ähnlichkeiten bezeichnet man als Analogie.

Evolution der Wirbeltierzähne

In der frühen Entwicklungsgeschichte der Wirbeltiere, vor über 500 Millionen Jahren, waren die Vorläufer der späteren Zähne einfache, mineralisierte Hautabscheidungen. Vermutlich dienten sie zunächst als Endlager von Stoffwechselabfällen und später dem Schutz der wurmförmigen Körper.

Zähne der Säugetiere

Seit Entstehung der Säugetiervorfahren vor über 300 Millionen Jahren im Karbon entwickelten sich deren Zähne kontinuierlich aus den einspitzigen Zähnen ihrer Vorläufer zu einer einzigartigen Formenvielfalt unter den Wirbeltieren. Säugetierzähne sind an die Aufbereitung verschiedenster Nahrung angepasst und erlaubten, das Nahrungsangebot so intensiv zu nutzen, wie es nie zuvor in der Erdgeschichte der Fall war.

Gebiss der Säugetiere

Der überwiegende Teil der Wirbeltiergebisse enthält unterschiedlich geformte Zähne, die jeweils bestimmte Aufgaben übernehmen. Je nach Funktion nehmen sie einen bestimmten Platz im Kiefer ein. Im Unterschied zu den Fischen, Amphibien und Reptilien zeigt das Säugetiergebiss eine Verringerung der Zahnanzahl und -positionen auf je eine linke und eine rechte Zahnreihe im Ober- und Unterkiefer. Die Schneidezähne (Inzisiven) sitzen vorne im Kiefer. Ihre Kronen haben keine Kaufläche. Sie ergreifen Nahrung und/oder trennen sie ab. Dahinter folgen die Eckzähne (Canine) mit einer einspitzigen Krone. Sie dienen dem Packen und Halten. Vorbackenzähne (Prämolaren) und Backenzähne (Molaren) besitzen Kauflächen mit einem komplexen Relief aus Höckern und Graten. Die Backenzähne sind für die endgültige mechanische Zerkleinerung der Nahrung zuständig.

Anpassung an Nahrung

Die Form der Zahnkronen wird durch ihre Funktion bestimmt. Daher spiegeln sie das Nahrungsangebot wider und wie vergangene Ökosysteme aussahen bzw. deren Veränderungen im Laufe der Erdgeschichte.

Gewebe und Bildung der Säugetierzähne

Bei den Säugetieren besteht der Zahnschmelz zu etwa 96 % aus Apatit, das Zahnbein zu etwa 75 % und der Zement zu etwa 67 %. Daneben enthalten Zähne organische Bestandteile wie Kollagen, Wasser, Fette und Salze. Der Zahnschmelz ist wegen seines hohen mineralischen Apatit-Gehalts die härteste durch Lebewesen erzeugte Substanz.

Mikrostruktur des Zahnschmelzes

Der Zahnschmelz ist die äußere Hülle der Zahnkrone und verleiht den Zähnen einen einzigartigen Glanz. Er ist hart und widerstandsfähig. Seine Erfindung war eine Maßnahme zur Erhaltung der Zähne auch bei schwerer Beanspruchung. Härte und Glanz beruhen gleichermaßen auf seiner komplizierten Mikrostruktur, die nur unter hoher Vergrößerung sichtbar wird.