Cuvier: “Montrez-moi vos dents et je vous dirai qui vous êtes.“ Was

Cuvier: “Montrez-moi vos dents et je
vous dirai qui vous êtes.“
„Zeigen sie mir ihre Zähne, und
ich sage ihnen, wer sie sind.“
Was sind Zähne ?
• Phylogenetisch: Gebilde aus dem Hautpanzer der
frühen agnathen (kieferlosen) Vertebraten.
• Ontogenetisch: Aus Mesenchym und Ektoderm
gebildet.
• Echte & unechte Zähne: Unechte Zähne fehlen
spezielle Hartsubstanzen, wie Schmelz und Dentin.
Meist Kutikularbildungen des Ektoderms, oder
Hornbildungen des Epithels.
1
Exkurs: Entwicklung
der Zähne
Hartgebilde dermalen Ursprungs
Hornzähne der Lederschildkröte
aus Schuhmacher, 1972
2
Verlagerung der Hautzähne
nach Peyer, 1972
durch Einstülpung in die Mundhöhle bei einem
Haifischembryo.
Entstehung einfacher Hautschuppen bei
archaischen Fischen
•
a) - c) 3 Bildungsstadien einer
Hautschuppe (Lepidomorium) an
der Grenze von Ekto- und
Mesoblast.
•
d) Die Bildung neuer Lepidomorien
erfolgt in kurzen Zeitabständen, so
dass die Anlagen früh zu Gruppen
verschmelzen
•
e) - f) Verschmelzung mehrerer
Lepidomorienanlagen zu
komplexeren Gebilden.
nach Stensiö & Orvig, 1962
Lepidomorien-Hypothese
3
Die Haut der Selachier
(Placoidschuppen)
Entwicklung der Placoidschuppe
a) Entstehung der Koriumpapille
b) Beginn der Hartsubstanzbildung
c) Durchbruch der fertigen
Placoidschuppe durch die
Epidermis
1 Stratum basale der Epidermis
2 Koriumpapille
3 Präodontoblasten
4 Basalplatte
5 Dentin
6 Durodentin (Schmelz)
7 Odontoblasten
8 Ameloblasten
(nach H. Giersberg, P. Rietschel, 1967)
4
Schmelzorgan, Dentalpapille & Dentalfollikel
aus Radlanski, 1997
aus Pflumm, 1989, nach Clara und Bertolini aus Michel 1977
Stadien der Entwicklung des
menschlichen Milchschneidezahns
nach Orban aus Young1975
5
Abscheidungsmodus von
Odontoblasten
aus Pflumm 1989
Ausschnittsbild des zellulären Baus
einer Zahnanlage
nach Kristic 1976, 1978 sowie Angaben in Knoche 1979
• Die Pfeile geben die Abscheidungsrichtung des
Schmelzes bzw. des Dentins wieder; man beachte
die zwischen den Odontoblasten verlaufende
Kapillare.
6
Schmelz – Dentin – Zement
Aufbau eines menschlichen Zahnes
SCHMELZ:
Ganoin
Prismenloser Schmelz
Prismatischer Schmelz
DENTIN:
Vitro- und Durodentin
Orthodentin
Vasodentin
Zirkumvaskuläres Dentin
Plizidentin
Osteodentin
ZEMENT:
Knochenartige Substanz
Die Sharpeyschen Fasern
aus Radlanski, 1997
aus Schuhmacher, 1990
aus Radlanski, 1997
7
Hydroxylapatitkristallite im menschlichen
Zahnschmelz
aus Radlanski, 1997
Prismatischer Schmelz
bei Säugetierzähnen
96 - 98 % Hydroxylapatit Kristallite
Vielschichtige und unterschiedlich
orientierte Baueinheiten
(Sperrholzprinzip)
Pfretzschner, 1997
v. Koenigswald, 1997
Prismen aus längsgebündelten
Apatitkristalliten
Martin, 1992
Interprismatische Matrix aus parallel
ausgerichteten Kristalliten
8
Kunststoffmodell des Prismenaufbaus
aus Radlanski, 1997
Schematischer Aufbau des menschlichen
Zahnschmelzes. Je nach Lage des schrägen
Anschliffes ändern die Prismen ihre Erscheinungsform.
Dieses Phänomen ist besonders bei morphologischen
und bei vergleichenden morphologischen
Untersuchungen zu beachten.
Schematischer Schnitt durch einen
hominoiden Backenzahn
Schmelz entwickelt sich von innen (Schmelz-Dentin-Grenze; EDJ)
nach außen (weiße Pfeile) und in longitudinaler Richtung vom Dentin-Horn
zum Cervix Rand (graue Pfeile).
9
Schematische Darstellung der
Schmelzbildung
a.
Langsame Schmelzbildung;
gekennzeichnet durch einen
relativ großen Winkel (D) der
Reziusstreifen mit der DentinSchmelz-Grenze sowie durch
viele Schmelzschichten und
Perikymatien (*).
b.
Schnelle Schmelzbildung;
gekennzeichnet durch einen
sehr spitzen Winkel (D) der
Reziusstreifen mit der DentinSchmelz-Grenze sowie durch
relativ wenig
Schmelzschichten und
Perikymatien (*).
aus Beynon & Dean 1988)
Verankerung der Zähne
im Kieferknochen
pleurodont
akrodont
thekodont
pleurodont: Bei verschiedenen Echsen, aber auch
bei manchen Amphibien
akrodont: Bei Fischen, Amphibien und manchen
Reptilien
thekodont: Bei Krokodilen und Säugetieren
10
Variationen der Zahnmorphologie an
Schneidezähnen
brachyodont
hypsodont
hypsodont, wurzellos
Zahntypen bei devonischen Placodermi
Zahntragende Mundplatten mit Knochendentikeln
Morlo 1997, umgez. nach Stensiö, 1963
Neben schneidenden Zähnen wie bei Hadrosteus existieren vielseitig
geformte Zahnplatten, die zum Aufbrechen von Molluskenschalen befähigten
11
Zahntypen bei Acanthodii
Morlo 1997, umgez. nach Miles, 1973
Zahntragender Kieferknochen (Acanthodopsis)
Morlo 1997, umgez. nach Gross aus Denison, 1979
Dornzahn
Zahnspirale
(Gomphonchus
scandalensis)
(Gomphonchus scandalensis)
Zahntragende Acanthodii
• Die Acanthodii (fossile Fische einer eigenen Klasse)
galten lange als älteste Zahn tragende
Vertebratengruppe (Untersilur bis Unterperm).
• Den Zähnen der Acanthodii fehlt jeglicher Schmelz.
Sie bestehen nur aus Dentin. Meist aus Orthodentin
und als äußere Lage aus Osteodentin, das im
juvenilen Stadium die Pulpahöhle noch komplett
ausfüllt.
• Acanthodii werden meist zusammen mit den
Osteichthyes und Chondrichthyes in einer
monophyletischen Gruppe den Placodermi
gegenübergestellt.
12
Das Gebiss
Und der Haifisch der hat Zähne...
Varianten von Haizähnen
13
Zahnbefestigung und -wechsel
bei Chondrichtyes
umgez. nach Rand aus Romer, 1971
Riesenhai - Gebiss
Carcharocles megalodon
14
Zahnpositionen bei Fischen
Spitzzähne bei Lophiiformes
Schlundzähne der Cypriniden
Morlo, 1997 umgez. nach Lagler et al., 1962
Kegelzähne bei Knochenfischen
aus Gregory (1951)
Zahnplatten der Dipnoi
aus Gregory (1951)
aus Carroll (1993)
15
Labyrinthe Zähne
von Ventastega
Benthosuchus
umgez. nach Ahlberg et al., 1994
Strukturen des Plizidentins von
Benthosuchus (Stegocephalia).
Die Faltung des Dentins nimmt von der
Spitze bis zur Basis zu. Links junger,
rechts fertig ausgebildeter Zahn.
a) Praemaxillare
b) Maxillare
c) Unterkiefer
Pedicellate Zähne von Lissamphibia
a) Salamander
b) Blindwühle
c) Frosch
umgez. nach Carr 1960
16
Bezahnungen bei Diapsida
umgez. nach Edmund, 1960
Python mit Impala
17
Pleurodonte Bezahnung einer
Anakonda
Giftzähne einer Kobra
18
Giftzahn einer Gabunviper
Dasypeltis beim Verschlingen eines
Hühnereis
19
Thekodonte Kegelzähne bei Krokodilen
Gavialis gangeticus
• Bezahnung und schmale Kiefer zum Fischfang
20
Quartär (-2 Mio)
Mittleres Tertiär (-25 Mio)
Columbia
Obere Kreide (-100 Mio)
Neornithes
Osteodontopteryx
Oberes Jura (-150 Mio)
Archaeornithes
Trias (-200 Mio)
Archosauria
Hesperornis
Hornschnabel
mit festen Kanten
Knochenprotuberanz
Dentinzahn, in
Rinnen befestigt
thekodonter Zahn
Archaeopteryx
Stufen der Schnabelentwicklung
Euparkeria
Schnabelform und -funktion
a) meißel- und sondenförmige Schnäbel
zum Eindringen als Ganzkörper in das
nahrungshaltige Substrat
b) Symmetrische Hälften von pinzetten-,
kegel-, löffelförmigen Schnäbeln zum
Ergreifen kleiner und beweglicher
Nahrungsobjekte
c) Asymmetrische Schnabelhälften mit
zahnförmigen Schnabelkanten zum
Festhalten kräftiger Beute oder zum
Bearbeiten massiver Nahrung
d) Erweiterungsfähige Schnäbel zum
Keschern bewegter Beutetiere;
Feinstrukturen (Pfeil) beim Flamingo zum
Herausfiltern verteilter Nahrung
nach Schilling, 1988
21
Pelycosaurier & Therapsiden
Dimetrodon
Karbon-Perm
Thrinaxodon
Unter-Trias
carnivore und herbivore
Therapsiden
Lystrosaurus
Procynosuchus
Lycaenops
22
Vielfältige Therapsiden
Unterkiefer von Dimetrodon (Pelycosaurier),
säugerähnliches Reptil aus dem frühen Perm
23
Position der ursprünglichen
Kieferknochen bei Säugetieren
Der Unterkiefer bei Reptilien & Säugetiere
• Schrittweise Vergrößerung
des Dentale und Reduktion
der restlichen Kiefer
elemente bei Reptilien.
• Bei den Säugetieren
besteht der Unterkiefer nur
aus dem Dentale.
D: Dentale
SA: Supraangulare
AR: Articulare
A: Angulare
PAR: Präangulare
C: Coronoid
SP: Spleniale
aus Thenius, 1976
24
Probainognathus (Therapsida) aus der Mitteltrias,
Südamerikas als Doppelgelenker
(vermittelt morphologisch zwischen Reptilien und Säugetieren)
A: Articulare
Q: Quadratum
SQ: Squamosum
Mt: Membrana tympanica
Te: Tuba eustachii
St: Stapes
aus Thenius, 1976
Übersicht zur Homologie der Kieferbestandteile
n. Fuchs 1931, Stadtmüller 1936, Hildebrand 1988
25
Chronologie der Säugerentwicklung
aus Thenius,
Thenius, 1989
Multituberculata
Ober-Jura bis Alttertiär
aus Thenius, 1989
26
Docodonta
Mittleres - Ober-Jura
aus Thenius, 1989
Triconodonta
Ober-Trias bis
Ober-Kreide
aus Thenius, 1989
27
Heterodontie bei Säugetieren
A) Seitenansicht eines
Reptilienschädels (Tubinambis) mit
einfachen kegelförmigen Zähnen
(annäherend homodonter Gebisstyp);
der Zahnwechsel ist alternierend und
wiederholt sich vielfach
(Polyphyodontie).
aus Maier, 1978
B) Seitenansicht eines primitiven
Säugetierschädels (Echinosorex);
heterodontes Gebiss mit der
urtümlichen Zahnformel 3-1-4-3; die
vorderen acht Zähne gehören zur
zweiten Zahngeneration, welche die
Milchzähne ersetzt hat (Diphyodontie);
die Molaren treten als Zuwachszähne
nur noch in einer Generation auf
(Monophyodontie).
Stadien der Molarenentwicklung
(Differenzierungs-Theorie) nach Osborn (1907)
28
Modellhaftes Evolutionsschema der
Säugermolaren
aus Maier, 1978
Zahnterminologie der Theria - Molaren
nach Cope & Osborn (1906)
nach Vandebroek (1961, 1969)
29
Bezeichnungen für die Molarenhöcker
aus Türp und Alt, 1997
Systematik der Mammalia
Eine Klassifikation der Säugetiere mit
einigen Angaben zur Verbreitung.
Veränderte Zusammenstellung nach
Savage & Long (1986) und Thenius
(1989).
aus Bollinger, 1997
30
Klassifikation heute lebender Mammalia (zusammengestellt und
verändert nach Novacek 1990 & Hartenberger 1994, mit den
heute bekannten Artenzahlen (nach Wilson & Reeder 1993)
aus Bollinger, 1997
Die Molaren des
Oppossum
aus Thenius, 1989
31
Das Insectivorengebiss
aus Thenius (1989)
Anpassung an insectivore Ernährung
a. Rechte obere Zahnreihe von
Talpa europaea (I3 C1 P4 M3).
b. Rechte untere Zahnreihe von
Talpa europaea (I3 C1 P4 M3).
c.
Rechte obere Zahnreihe von
Erinaceus europaea (I3 C1 P3
M3).
d. Linke untere Zahnreihe von
Erinaceus europaea (I2 C1 P2
M3).
nach Pfretzschner 1997
32
Schädelformen verschiedener
rezenter & fossiler Insectivoren
aus Thenius, 1989
Das Nagergebiss
33
Obere und untere Incisiven der Rodentia
nach Hillson 1986
Stellung & Ausbildung der Nagezähne bei
Rodentia
34
Vordergebiss der Lagomorpha
nach Thenius 1989
Die wichtigsten Kaumuskeltypen der
Rodentia
nach Wood 1959
Beachte unterschiedlichen Verlauf und Ansatzstellen des M. masseter.
35
Die Fänge der Carnivoren
Vordergebiss verschiedener Fissipedia
Canis lupus
Nasua nasua
Ursus arctos
Crocuta crocuta
36
Vordergebiss verschiedener Katzenartiger (Felidae)
Homotherium nestianum
Smilodon californicus
Panthera leo
Neofelis nebulosa
Die Brechschere
37
Position der Brechscheren
aus Thenius 1979
Anpassung an piscivore Ernährung
a. Obere rechte Zahnreihe von
Lutra lutra (I3 C1 P4 M1).
b. Untere rechte Zahnreihe von
Lutra lutra (I3 C1 P3 M2).
c.
Obere linke Zahnreihe von
Zalophus californianus (I3 C1
P4 M1).
d. Obere linke Zahnreihe von
Phoca vitulina (I3 C1 P4 M1).
nach Pfretzschner 1997
38
Omnivorie
aus Thenius, 1989
Anpassung an die omnivore Ernährung
a. Obere rechte Zahnreihe von
Meles meles (I3 C1 P4 M1).
b. Untere rechte Zahnreihe von
Meles meles (I3 C1 P4 M2).
c.
Obere rechte Zahnreihe (P2M1) von Ursus spaeleus.
d. Untere rechte Zahnreihe (P2M2) von Ursus spaeleus.
nach Pfretzschner 1997
39
Bezahnung von Ursidae & Suidae
nach Hillson 1986
Meiselartige Incisiven & bunodonte
Molaren beim herbivoren Hippopotamus
nach Hillson 1986
40
Das Wiederkäuergebiss
aus Thenius (1989)
Der selenodonte Gebisstyp
nach Hillson 1986
Boviden obere Dauer- & Milchbezahnung, untere
Dauer- & Milchbezahnung. Cerviden –
Molarenkrone zum Vergleich.
41
Sekundäre Homodontie
Sekundäre Homodontie bei Zahnwalen
aus Thenius (1989)
42
Molarenmuster bei Säugetieren
aus Thenius (1989)
Schädel von rezenten und fossilen Beuteltieren (Marsupialia) mit
Konvergenzen in der Spezialisierung der Bezahnung
aus Thenius, 1989
43
Zahnformel bei Säugetieren
aus Pflumm, 1989
44

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