TDer Schmelz, der die äußere Schicht unserer Zähne bildet, mag ein unwahrscheinlicher Ort erscheinen, an dem Sie Hinweise auf die Evolution finden können. Aber es sagt uns mehr als Sie über die Beziehungen zwischen unseren fossilen Vorfahren und Verwandten nachdenken würden.
In unserer neuen Studie, veröffentlicht in der Journal of Menschliche EntwicklungWir heben einen anderen Aspekt des Emaille hervor.
Tatsächlich heben wir seine Abwesenheit hervor.
Insbesondere zeigen wir, dass winzige, flache Gruben in fossilen Zähnen möglicherweise keine Anzeichen von Unterernährung oder Krankheit sind. Stattdessen können sie überraschende evolutionäre Bedeutung führen.
Sie fragen sich vielleicht, warum dies wichtig ist.
Nun, für Menschen wie mich, die versuchen herauszufinden, wie sich Menschen entwickelt haben und wie alle unsere Vorfahren und Verwandten miteinander verwandt waren, sind die Zähne sehr wichtig. Und einen neuen Marker zu haben, auf den wir auf fossilen Zähnen achten können, könnte uns ein neues Werkzeug geben, das dazu beitragen kann, unseren Stammbaum zusammenzubringen.
Einheitlich, kreisförmig und flach
Diese Gruben wurden erstmals bei der südafrikanischen Art Paranthropus robustus identifiziert, einem engen Verwandten unserer eigenen Gattung Homo. Sie sind sehr konsistent in Form und Größe: einheitlich, kreisförmig und flach.
Anfänglich dachten wir, die Gruben könnten einzigartig für P. robustus sein. Unsere neuesten Forschungen zeigen jedoch, dass diese Art von Lochfraß auch bei anderen Paranthropusarten in Ostafrika auftritt. Wir haben es sogar bei einigen Australopithecus -Individuen gefunden, einer Gattung, die möglicherweise sowohl zu Homo als auch zu Paranthropus geführt hat.
Es wurde häufig angenommen, dass die Schmelzgruben Defekte sind, die sich aus Stress wie Krankheit oder Unterernährung im Kindesalter ergeben. Ihre bemerkenswerte Konsistenz über Arten, Zeit und Geographie legt jedoch nahe, dass diese Schmelzgruben etwas interessanteres sein können.
Das Lochfraß ist subtil, regelmäßig verteilt und wird oft in bestimmten Regionen der Zahnkrone zusammengefasst. Es erscheint ohne andere Anzeichen von Schäden oder Abnormalität.
Zwei Millionen Jahre Evolution
Wir betrachteten fossile Zähne von Homininen (Menschen und unsere engsten ausgestorbenen Verwandten) aus dem Omo -Tal in Äthiopien, wo wir Spuren von mehr als zwei Millionen Jahren menschlicher Evolution sowie Vergleiche mit Standorten im südlichen Afrika (Drimolen, Swartkrans und Kromdraai) sehen können.
Die OMO-Kollektion umfasst Zähne, die Paranthropus, Australopithecus und Homo, den drei neuesten und bekannten Hominin-Gattungen, zugeschrieben werden. Dies ermöglichte es uns, das verräterische Lochfraß über verschiedene Zweige unseres evolutionären Baumes zu verfolgen.
Was wir fanden, war unerwartet. Die einheitliche Lochbewegung erscheint regelmäßig sowohl im ost- als auch im südlichen Afrika -Paranthrop und auch im frühesten Ostafrikanischen Australopithecus -Zähnen, die rund 3 Millionen Jahre zurückreichen. Aber unter dem südlichen Afrika Australopithecus und unserer eigenen Gattung Homo war das einheitliche Lochfraß besonders nicht vorhanden.
Ein Defekt … oder nur ein Merkmal?
Wenn die gleichmäßige Lochfraß durch Stress oder Krankheit verursacht wurde, können wir erwarten, dass sie mit der Zahngröße und der Schmelzdicke korreliert und sowohl vorder als auch die Rückzähne beeinflusst. Aber es tut es nicht.
Darüber hinaus bilden stressbedingte Defekte normalerweise horizontale Bänder. Sie betreffen normalerweise alle Zähne, die sich zum Zeitpunkt des Stresses entwickeln, aber dies ist nicht das, was wir mit dieser Lochfraß sehen.
Wir glauben, dass diese Lochfraß wahrscheinlich einen Entwicklungs- und genetischen Ursprung hat. Es hat sich möglicherweise als Nebenprodukt für Veränderungen in der Art Emaille bei diesen Arten herausgestellt. Es könnte sogar einen unbekannten funktionalen Zweck haben.
In jedem Fall schlagen wir vor, dass diese gleichmäßigen, kreisförmigen Gruben eher als Merkmal als als Defekt angesehen werden sollten.
Ein moderner Vergleich
Eine weitere Unterstützung für die Idee eines genetischen Ursprungs kommt von Vergleiche mit einer seltenen Erkrankung beim heutigen Menschen, der als Amelogenesis Imperfecta bezeichnet wird und die die Schmelzbildung beeinflusst.
Etwa einer von 1.000 Menschen hat heute Amelogenesis Imperfecta. Im Gegensatz dazu erscheint die einheitliche Lochfraß, die wir gesehen haben, in bis zu der Hälfte der Paranthropus -Individuen.
Obwohl es wahrscheinlich eine genetische Grundlage hat, argumentieren wir, dass das gleichmäßige Lochfraß zu häufig ist, um als schädliche Störung angesehen zu werden. Darüber hinaus bestand es seit Millionen von Jahren bei ähnlichen Frequenzen.
Ein neuer Evolutionsmarker
Wenn diese einheitliche Lochfraß wirklich genetisch sind, können wir sie möglicherweise verwenden, um evolutionäre Beziehungen zu verfolgen.
Wir verwenden bereits subtile Zahnmerkmale wie Emailledicke, Höckerform und Verschleißmuster, um Spezies zu identifizieren. Das einheitliche Lochfraß kann ein zusätzliches diagnostisches Werkzeug sein.
Zum Beispiel stützen unsere Ergebnisse die Idee, dass Paranthropus eine „monophyletische Gruppe“ ist, was bedeutet, dass alle Arten von einem (relativ) jüngsten gemeinsamen Vorfahren herabsteigen, anstatt sich von verschiedenen Australopithecus -Taxa getrennt zu entwickeln.
Und wir fanden dies nicht bei der südafrikanischen Art Australopithecus africanus, trotz einer großen Stichprobe von mehr als 500 Zähnen. Es erscheint jedoch in den frühesten OMO Australopithecus -Exemplaren.
Vielleicht könnte die Lochfraß auch dazu beitragen, sich von dem Paranthropus auf seinem eigenen evolutionären Weg zu ermitteln.
Ein faszinierender Fall
Ein besonders faszinierender Fall ist Homo floresiensis, die sogenannte „Hobbit“ -Sezies aus Indonesien. Basierend auf veröffentlichten Bildern scheinen ihre Zähne ähnliche Lochfraß zu zeigen.
Wenn dies bestätigt wird, könnte dies auf eine evolutionäre Geschichte deuten, dass frühere Australopithecus -Arten enger mit Homo verbunden sind. H. floresiensis zeigt jedoch auch potenzielle Skelett- und Zahnpatronien, daher sind mehr Forschung erforderlich, bevor solche Schlussfolgerungen gezogen werden.
Es sind auch weitere Untersuchungen erforderlich, um die Prozesse hinter dem einheitlichen Lochfraß vollständig zu verstehen, bevor sie in taxonomischen Arbeiten routinemäßig verwendet werden können. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass es sich wahrscheinlich um ein vererbbares Merkmal handelt, das weder in lebenden Primaten, die bisher untersucht wurden, noch in unserer eigenen Gattung Homo (seltene Fälle von Amelogenesis Imperfecta).
Daher bietet es ein aufregendes neues Werkzeug, um evolutionäre Beziehungen zwischen fossilen Homininen zu erforschen.
Ian Towle ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in biologischer Anthropologie an der Monash University
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