Schon der Embryo verändert – und verschluckt – seine Zähne – ScienceDaily




Vom Embryo zum Schildkrötenknacker: Ein Team um die Paläobiologin Julia Türtscher von der Universität Wien untersuchte die vielfachen Veränderungen der Zahnform beim Tigerhai. Die kürzlich erschienene Studie in der Zeitschrift für Anatomieist auch im Bereich der Paläontologie zentral, um aus der Vielzahl erhaltener Haifischzähne Rückschlüsse auf ausgestorbene Arten zu ziehen.

Knorpelfische, also Haie, Rochen und Rochen, besitzen ein sogenanntes Revolvergebiss: Sobald sie einen Zahn verlieren, folgt ihnen ein Leben lang ein neuer. „Dementsprechend haben wir unglaublich viele Zähne sowohl von lebenden als auch von fossilen Knorpelfischen, mit denen wir untersuchen können, wann und wie welche Arten entstanden oder wieder ausgestorben sind“, erklärt Julia Türtscher vom Institut für Paläontologie der Universität Wien. Eine besondere Herausforderung bei dieser Art der Forschung: Bei den meisten Haiarten verändert sich die Form der Zähne im Laufe ihres Lebens.

Mehrere Zahnformen erschweren die Analyse

„Diese sogenannte Heterodontie, also das Vorkommen unterschiedlicher Zahnformen im selben Kiefer, hat sich als eine der größten Herausforderungen für diese Analysen erwiesen, denn systematisches Wissen ist in diesem Bereich bisher rar“, sagt der Wissenschaftler. Obwohl jedes Jahr zahlreiche Haiarten entdeckt und beschrieben werden, sind detaillierte Beschreibungen von Zahnformen und Heterodontiemustern für die meisten Arten selten oder kaum bekannt.

Für den Tigerhai wurde diese Lücke nun mit einer Studie geschlossen, die am Institut für Paläontologie der Universität Wien durchgeführt und im veröffentlicht wurde Zeitschrift für Anatomie Ende April. Mithilfe geometrischer Morphometrie an den Zähnen des Tigerhais Galeocerdo cuvier analysierten und beschrieben Julia Türtscher und ihre Kollegen detailliert die Zahnformen für seine vier verschiedenen Entwicklungsstadien, vom Embryo bis zum Erwachsenen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die Form der Haizähne im Laufe des Lebens des Hais allmählich und subtil verändert: Die Zähne werden einerseits größer und andererseits komplexer“, sagt Türtscher. Daher weisen die Zähne dieser Haie mehrere Zacken auf, und jede dieser Zacken ist bei erwachsenen Tieren erneut – sekundär – gezahnt. Diese komplexe Struktur ermöglicht es erwachsenen Tigerhaien, sich von einem unglaublich breiten Beutespektrum zu ernähren: Sie können sogar Schildkrötenpanzer mühelos durchschneiden, ebenso wie große Beutetiere wie andere Haie oder Meeressäuger.

Die jüngeren und kleineren Tigerhaie hingegen haben nur einfache Zackenzähne: Sie ernähren sich hauptsächlich von kleineren Fischen, für die diese zusätzliche Schneidhilfe nicht notwendig ist.

Tigerhai-Embryonen bilden bereits im Mutterleib Zähne

Die vorliegende Studie liefert auch die erste umfassende Beschreibung der Zahnform von Tigerhai-Embryonen: Demnach bilden die Embryonen bereits im Mutterleib Zähne, wenn auch zunächst ohne Zacken. Doch schon vor der Geburt beginnt der dauerhafte Zahnwechsel und die neu gebildeten Zähne zeigen die ersten primären Zacken. „Das heißt, die ersten Zähne werden schon im Mutterleib verändert – und dabei verschluckt“, erklärt Türtscher.

Je größer die Tiere werden, desto größer werden die Zähne und desto mehr Primärverzahnungen kommen hinzu. Sekundäre Zacken entwickeln sich jedoch relativ spät, wenn die Tiere eine beträchtliche Größe erreicht haben. „Es scheint allgemein einen Zusammenhang zwischen doppelt gezackten Zähnen und großer Körpergröße zu geben: Tigerhaie gehören mit einer maximalen Länge von 5,5 Metern zu den größten Raubhaien in unseren Ozeanen. Außerdem sehen wir auch bei ihren ausgestorbenen Verwandten, dass die großen Arten hatten doppelt gezackte Zähne, während kleinere Arten nur einfache Zacken aufwiesen“, erklärt Zweitautor Patrick L. Jambura vom Institut für Paläontologie der Universität Wien.

„Insgesamt trägt die vorliegende Studie wesentlich zu unserem Wissen über die Zahnmerkmale während der Evolution des Tigerhais bei – und schafft damit eine Grundlage für weitere morphologische und genetische Studien der Zahnvariation bei Haien – und wird sicherlich dazu beitragen, die vielen Entwicklungs- und Evolutionsprozesse heutiger und vergangener Knorpelfische“, sagt Jürgen Kriwet, Leiter der Arbeitsgruppe Evolutionäre Morphologie am Institut für Paläontologie.

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Materialien zur Verfügung gestellt von Universität Wien. Hinweis: Inhalt kann für Stil und Länge bearbeitet werden.

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