Kaufunktion und Nahrungsanpassung frühpaläogener Säugetiere mit quadrituberculären Molaren

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Martin
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322948278

Eine entscheidende Innovation in der früh-paläogenen Säugetier-Evolution war die Entwicklung des quadritubercularen Molaren. Das Hinzufügen eines vierten Höckers (Hypoconus) am oberen Molaren war ein erster Schritt von tribosphenischen Grundmuster hin zu Backenzähnen mit erweiterter Kaufläche und verstärkter Quetschfunktion. Diese ermöglichte die Nutzung eines erweiterten Nahrungsspektrums, insbesondere von zäher Pflanzennahrung und dürfte ganz erheblich zum Erfolg der Säugetiere bei der Besiedlung der unterschiedlichsten Lebensräume beigetragen haben. Dabei ist unstrittig, dass der Hypoconus mehrfach unabhängig aus unterschiedlichen Ausgangsstrukturen hervorgegangen ist. Bisher liegen keine Untersuchungen vor, die sich mit einer detaillierten funktionellen Analyse dieser grundlegenden Umkonstruktion der Säugetiermolaren befassen. Insbesondere fehlen quantifizierende Studien, die die Beurteilung der Effizienz bei der Nahrungsaufbereitung auf eine belastbare Basis stellen. In dem Vorhaben sollen die Funktionsmuster der verschiedenen ursprünglichen quadritubercularen Molaren-Konstruktionen paläozäner Säuger verglichen sowie Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgestellt werden. Ein wichtiges Ziel ist die virtuelle Simulation des Kauschlages mittels der für diesen Zweck entwickelten OFA-Software. Mit dem OFA können erstmals die funktionalen Kontaktflächen und Schneidekanten der Molaren anhand von µCT-generierten 3D-Modellen während des Mastikationszyklus visualisiert und quantifiziert werden. Über Mikrotextur-Analysen der Zahnoberflächen mit dem hochauflösenden Konfokalen Mikroskop µ-surf lassen sich Hinweise auf die Art der Nahrung gewinnen. Mit unseren Untersuchungen sollen nach herkömmlichen Untersuchungsmethoden (Zahnmorphologie) postulierte Ernährungsweisen verschiedener paläozäner Säugetiergruppen (z.B. Macroscelidea, Plesiadapiformes, Condylarthren) getestet werden, um deren Rolle in den post-kretazischen Ökosystemen besser verstehen zu können. Wir versprechen uns von dem Vorhaben grundlegend neue Einblicke in die erste Differenzierungsphase der tribosphenischen Molaren, die die beispiellose Diversifikation und Erfolgsgeschichte der Säugetiere in den känozoischen Ökosystemen einleitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen