Die evolutionären Ursprünge unseres schönen Lächelns

3D-Rekonstruktion des Placodermen Dunkleosteus. (Esben Horn, 10tons; supervised by Martin Rücklin, John Long and Philippe Janvier)
3D-Rekonstruktion des Placodermen Dunkleosteus. (Esben Horn, 10tons; supervised by Martin Rücklin, John Long and Philippe Janvier)

Man benötigt sowohl Zähne als auch Kiefer, um ein schönes Lächeln hervorzubringen, aber die evolutionären Ursprünge dieser Teile unserer Anatomie wurden erst kürzlich entdeckt – dank eines Teilchenbeschleunigers und eines seit langer Zeit toten Fisches.

Alle lebenden, kiefertragenden Wirbeltiere (Tiere mit Rückgrat, dazu zählen auch Menschen) besitzen Zähne, aber man hatte lange angenommen, dass die ersten kiefertragenden Wirbeltiere keine perlmuttfarbenen Zähne hatten, sondern ihre Beute stattdessen mit grausamen scherenähnlichen Kieferknochen einfingen.

Eine neue Forschungsarbeit unter Leitung der University of Bristol, die am 17. Oktober 2012 im Journal Nature veröffentlicht wurde, zeigt allerdings, dass diese frühesten, kiefertragenden Wirbeltiere auch Zähne besaßen, was dafür spricht, dass sich Zähne gemeinsam mit den Kiefern oder kurz danach entwickelten. Paläontologen der University of Bristol, des Natural History Museum und der Curtin University in Australien arbeiteten mit Physikern aus der Schweiz zusammen, um die Kiefer eines primitiven kiefertragenden Fisches namens Compagopiscis zu untersuchen. Das internationale Team studierte die Fossilien von Compagopiscis, indem sie hochenergetische Röntgenstrahlen an der Swiss Light Source des Paul Scherrer Instituts in der Schweiz verwendeten und die Struktur und die Entwicklung der Zähne und Knochen enthüllten.

Dr. Martin Rücklin von der University of Bristol und leitender Autor der Studie sagte: “Wir waren imstande, jedes Gewebe, jede Zelle und jede Wachstumslinie innerhalb der Knochenkiefern abzubilden, was uns erlaubte, die Entwicklung der Knochen und Zähne zu untersuchen. Anschließend konnten wir Vergleiche mit der Embryologie lebender Wirbeltiere anstellen und dadurch demonstrieren, dass Placodermi Zähne besaßen.”

Co-Autor Professor Philip Donoghue von der School of Earth Sciences der University of Bristol sagte: “Dies ist ein handfester Beweis für das Vorhandensein von Zähnen in diesen ersten kiefertragenden Wirbeltieren und beendet die Debatte über den Ursprung der Zähne.”

Vorderansicht des Placodermen Dunkleosteus als virtuelles 3D-Modell. (CT-scan courtesy of Phil Anderson, University of Massachusetts Amherst; Michael Ryan and Eric Snively, Cleveland Museum of Natural History; model and images Martin Rücklin, University of Bristol)
Vorderansicht des Placodermen Dunkleosteus als virtuelles 3D-Modell. (CT-scan courtesy of Phil Anderson, University of Massachusetts Amherst; Michael Ryan and Eric Snively, Cleveland Museum of Natural History; model and images Martin Rücklin, University of Bristol)

Co-Autorin Dr. Zerina Johanson vom Natural History Museum sagte: “Diese wunderbar konservierten Fossilien aus Australien enthalten viele Geheimnisse unserer evolutionären Vorfahren, aber die Forschung daran wurde verzögert und es wurde auf die Art von nicht-destruktiver Technologie gewartet, die wir für diese Studie benutzten. Ohne die Zusammenarbeit zwischen Paläontologen und Physikern würde unsere Entwicklungsgeschichte in dem Gestein verborgen bleiben.”

Professor Marco Stampanoni vom Paul Scherrer Institut sagte: “Wir führten nicht-invasive 3D-Mikroskopie an der Probe durch, indem wir Synchrotron-Strahlung verwendeten, eine sehr leistungsfähige Röntgenquelle. Diese Technik erlaubt uns, ein perfektes digitales Modell und sehr detaillierte Innenansichten des alten Fossils zu erhalten, ohne es zu zerstören. Normalerweise liefert unsere Methode eine sehr hohe räumliche Auflösung der winzigen Proben. Für dieses Experiment modifizierten wir unsere Einstellungen und Rekonstruktions-Algorithmen, um das Blickfeld entscheidend zu vergrößern, während die hohe räumliche Auflösung beibehalten wurde.”

Diese Arbeit wurde vom EU Framework Programme 7, dem Natural Environment Research Council und dem Paul Scherrer Institut finanziert.

Quelle: http://www.bris.ac.uk/news/2012/8854.html

(THK)

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