Die ersten Kiefer besaßen auch Zähne

Abb. 1: Virtuelles Modell der Entwicklung von Zähnen und Kiefer des Panzerfisches Compagopiscis. Von links oben nach rechts oben sind aufeinanderfolgende Entwicklungsstadien von Zähnen in Zahnreihen und verbindendem Gewebe dargestellt. (Aus Rücklin et al. 2012)

Alle heute lebenden kiefertragenden Wirbeltiere besitzen auch Zähne, wenn man von Formen absieht, deren Zahnlosigkeit als späterer Verlust interpretiert wird (wie z. B. bei Schildkröten). Bisher schien das aber nicht für alle fossile Formen zu gelten. Denn die nur fossil bekannten Panzerfische (Placodermi), die aus 420-360 Millionen Jahre alt datierten Schichten stammen, wurden von vielen Forschern als zahnlose Formen angesehen, die nur zahnähnliche Knochenvorsprünge besaßen. Es war umstritten, ob es sich bei diesen Strukturen um echte Zähne handelte.

Neuartige Untersuchungen haben nun eindeutig gezeigt, dass die Panzerfische Zähne hatten. Ein internationales Forscherteam hat Versteinerungen der Gattung Compagopiscis mit Hilfe von hochenergetischem Röntgenlicht aus der Synchrotron Lichtquelle des Paul-Scherrer-Instituts (Villigen/Schweiz) durchleuchtet (Rücklin et al. 2012). Auf diese Weise konnten sie zerstörungsfrei dreidimensionale Mikroskopbilder der untersuchten Objekte erzeugen, ähnlich wie bei einer Computertomographie. Dadurch war es möglich, verschiedene Gewebe, Zelltypen und Wachstumslinien innerhalb der knöchernen Kiefer sichtbar zu machen und die Existenz von Zähnen mit Dentin und Zahnmark (Pulpa) nachzuweisen. Es konnten verschiedene Stadien dargestellt werden, die mit der Embryonalentwicklung heutiger Wirbeltiere verglichen wurden.

Es gibt aber einen Unterschied zu den meisten heutigen Zähnen von Wirbeltieren. Die Zähne wuchsen nur an der Oberfläche des Kieferknochens und besaßen keine Wurzeln. Daraus kann man schließen, dass die Zähne nicht ersetzt werden konnten, wenn sie abgenutzt oder abgebrochen waren. In dieser Hinsicht gleichen sie am ehesten einigen Stachelhaien (Acanthodii), Holocephalen (eine Gruppe der Knorpelfische) und Lungenfischen (Rücklin et al. 2012, 3).

Damit erscheinen Zähne nach gegenwärtigem Wissensstand gemeinsam mit den Kiefern im Fossilbericht. Evolutionstheoretisch war man bisher davon ausgegangen, dass echte Zähne erst lange nach den Kieferknochen entstanden seien. Die anhand des Panzerfisches gewonnenen Erkenntnisse widerlegen dies nun eindeutig. Insgesamt bleibt die Entstehung von Kiefern unbekannt und dieses Geheimnis ist durch die gleichzeitige Präsenz von Zähnen nicht kleiner geworden.

R. Junker

[Rücklin M, Donoghue PCJ, Johanson Z, Trinajstic K, Marone F & Stampanoni M (2012) Development of teeth and jaws in the earliest jawed vertebrates. Nature, Advance Online Publication 17 October 2012; http://dx.doi.org/10.1038/nature11555]