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Forschungsteam klärt geringeren Zahnabrieb bei Wiederkäuern – Erkenntnisse für Funktion und Evolution der Zähne

Beim Schädel der Kuh erkennt man die Zähne, deren Zahnkronen im Vergleich mit anderen Pflanzenfressern niedrig sind.

(c) Jürgen Hummel

Wiederkäuer zeigen beim Fressen ein spezielles Verhalten: Sie schlucken ihre pflanzliche Nahrung grob zerkaut, würgen sie dann mehrmals hoch und kauen weiter. Das bringt einen entscheidenden Vorteil, wie ein Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen zeigt: Der hochgewürgte Nahrungsbrei enthält weniger harte Silikate aus Sand und Staub als die anfangs aufgenommene Nahrung. Dadurch werden die Zähne beim Kauen nicht so stark abgeschliffen. Das kann erklären, dass die Zahnkronen von Wiederkäuern weniger ausgeprägt sind als bei anderen Pflanzenfressern. Die Erkenntnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) erschienen.

Sand und Staub werden im Pansen ausgewaschen

Mit Gras und Sand nimmt die Kuh Silikate auf. Diese führen wegen ihrer Härte besonders zum Abrieb der Zähne. Bild: Jürgen Hummel
Mit Gras und Sand nimmt die Kuh Silikate auf. Diese führen wegen ihrer Härte besonders zum Abrieb der Zähne. Bild: Jürgen Hummel
Die Forschenden gaben vier Kühen über mehrere Tage mit Sand versetztes Grasfutter und entnahmen Proben vom hochgewürgten Nahrungsbrei und vom Kot. Dann ermittelten sie den Gehalt an Silikaten. Diese Verbindungen aus dem Sand und Gras führen wegen ihrer Härte besonders zum Abrieb der Zähne. Der Kot enthielt ungefähr so viel Silikate wie das sandige Grasfutter, der hochgewürgte Nahrungsbrei dagegen deutlich weniger. Die Silikate verbleiben demnach im Magen, genauer gesagt im Pansen. Das ist der Teil des Magens, in dem die Nahrung durch Mikroorganismen aufgeschlossen wird.

Nahrungsbrei enthält weniger Silikate

Weil das aufwendige Kauen zum Teil auf Nahrungsbrei verlagert wird, der im Pansen „gewaschen“ wurde, werden die Zähne bei Wiederkäuern weniger abgenutzt als zum Beispiel bei Pferden. Diese zerkauen ihre Nahrung vollständig nach der Aufnahme, mitsamt der abschleifenden Anteile. Für die Forschenden passt die Beobachtung damit zusammen, dass Wiederkäuer vergleichsweise niedrige Zahnkronen haben. Durch die Leistung des Pansens bleiben die Zähne länger funktionsfähig. Das beeinflusst ihre Evolution: Es gibt keinen Druck zur Bildung von mehr Zahnmaterial.

Originalveröffentlichung:
Valerio et al. The Ruminant sorting mechanism protects teeth from abrasives. PNAS 2022. DOI: 10.1073/pnas.2212447119

Ein Kommentar in PNAS nimmt Bezug auf die Ergebnisse und diskutiert das Thema weiter:
Sanson G. D. Reassessing assumptions about the evolution of herbivore teeth. PNAS 2023. DOI: 10.1073/pnas.2219060120

Unterschiedliche Nahrungszerkleinerung bei großen Pflanzenfressern

„Die Studie klärt einen wenig beachteten, aber grundlegenden Aspekt der Nahrungszerkleinerung bei großen Pflanzenfressern und trägt zum Verständnis der Funktion und Evolution der Zähne bei“, erklärt Prof. Dr. Jürgen Hummel von der Abteilung Wiederkäuerernährung. Neben dem Verständnis der Verdauungsphysiologie ist das Ergebnis interessant für die Paläontologie: Zähne geben wegen ihrer guten fossilen Überlieferung oft die wichtigsten Hinweise bei der Rekonstruktion früherer Pflanzenfresser und ihrer Umwelt.

Reference: Bunte Welt

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