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Die folgenden Unterrichtsmaterialien gehören zur
Unterrichtsreihe "Säugetierzähne", die das BMBF-Projekt "
Naturwissenschaften entdecken!" auf
Lehrer-Online zur Verfügung stellt.
Hinweis
Die Unterrichtsenheit steht in keinem Zusammenhang mit Führungen, die vom Museum angeboten werden. Ein entsprechendes Programm kann daher nicht gebucht werden.
Gliederung
1 Säugetierzähne
1.1 Das haben alle Zähne gemeinsam
1.2 Zähne von Nagetieren
1.2.1 Nagezähne
1.2.2 Backenzähne
1.3 Zähne von Elefanten
1.3.1 Stoßzähne
1.3.2 Backenzähne und Zahnwechsel
1.4 Besondere Eckzähne
1.4.1 Hauer des Wildschweins
1.4.2 Stoßzähne des Walrosses
1.5 Zähne von Pflanzenfressern
1.6 Zähne von Raubtieren
1.6.1 Brechscheren-Apparat bei Raubtieren
1.6.2 Dachs
1.7 Zähne von Insektenfressern
1.8 Versteinerte Zähne
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Das ZFMK ist ein Kooperationspartner von
Naturwissenschaften entdecken! , einem BMBF-Projekt von
Schulen ans Netz e.V..
Impressum
Ansprechpartnerin und Verantortliche für die Unterrichtseinheit "Säugetierzähne":
Dr. Inge Bischoff
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1.1 Das haben alle Zähne gemeinsam
1.1.1 Aufbau des Zahns Der Zahn besteht in der Regel aus der Krone und der Wurzel. Die Krone ist mit Zahnschmelz bedeckt und ragt aus dem Zahnfleisch heraus. Es gibt auch wurzellose Zähne (z.B. wurzel-lose Stoßzähne bei Rüsseltieren oder Backenzähne bei Seekühen). Eine echte Wurzel ist am Wurzelende geschlossen. Die Zähne sind durch die Wurzel fest mit dem Kieferknochen verbunden. Bei wurzellosen Zähnen wächst der Zahn andauernd und wird gleichzeitig immer abgenutzt (Schneidezähne von Nagetieren, Rüsseltieren, Backenzähne bei verschiedenen Wühlmäusen).
Der Zahn besteht hauptsächlich aus Zahnbein, welches man Dentin nennt. Das Zahnbein ist eine Art Knochengewebe und besteht zu 70% aus Kalziumphosphat. Das Dentin umgibt die Zahnhöhle (Pulpahöhle) und ein Bindegewebe mit Nervenfasern und Blutgefäßen, das den Zahn ernährt. Im Bereich der Zahnkrone ist der Zahn von Zahnschmelz umgeben. Der Schmelz ist sehr hart und setzt sich aus kristallinem Kalziumphosphat zusammen. Bei Abnutzung kann der Schmelz, im Gegensatz zu den übrigen Zahnbestandteilen, nicht ersetzt werden.
Im Bereich der Wurzel ist der Zahn von dem so genannten Zement umgeben, ein Knochengewebe, welches zur Verankerung im Kieferknochen dient. Die Zähne wurzeln bei Säugetieren fast ausschließlich im Ober- und Unterkiefer und sind daher auf die Mundhölhe beschränkt. Ausnahmen bilden z.B. die Oberkiefer-Eckzähne beim Hirscheber und Stoßzähne beim Elefanten.
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Zeichnung: Inge Bischoff
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1.1.2 Gliederung des Säugetiergebisses
Die Zahl der Zähne ist meist artkonstant, d.h. jede Säugetierart hat eine festgelegte Anzahl an Zähnen. Das Gebiss der Säugetiere besteht in den meisten Fällen aus verschieden aussehenden Einzelzähnen. Daher bezeichnet man es als "heterodont" = "verschiedenzähnig". Die Zähne haben je nach Aufgabe, die sie erfüllen müssen, eine unterschiedliche Form. Man kann folgende Zahngruppen unterscheiden:
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1.1.3 Zahnformeln
Die verschiedenen Zähne, die in einem Gebiss vorkommen, und ihre jeweilige Anzahl werden in einer Zahnformel (auch Gebissformel genannt) dargestellt. Dafür werden die Abkürzungen I für Schneidezahn, C für Eckzahn, P für Vorbackenzahn und M für Backenzahn verwendet. Hinter dem Buchstaben folgt dann die Anzahl der Zähne, die von dieser Sorte vorhanden sind. Meistens wird nur die eine Hälfte des Kiefers dargestellt, da alle Säugetiergebisse spiegelsymmetrisch sind (das bedeutet, das rechte und linke Hälfte genau gleich sind, Zeichnung: Inge Bischoff
nur gespiegelt). Die Zähne des Ober- und Unterkiefers sind durch einen Strich getrennt. Als Beispiel ist hier die Zahnformel des Hundes dargestellt: Der Hund hat 42 Zähne. Seine Zahnformel lautet:
Oberkiefer 3I 1C 4P 2M = 42
Unterkiefer 3I 1C 4P 3M
Man kann in der Zahnformel auch die Zähne einzeln aufschreiben. Dann sieht die Zahnfor-mel des Hundes so aus:
I1 I2 I3 C1 P1 P2 P3 P4 M1 M2-----
I1 I2 I3 C1 P1 P2 P3 P4 M1 M2 M3
Das heißt, dass der Hund im Ober- und Unterkiefer je 6 Schneidezähne hat - drei in der linken Oberkieferhälfte, drei in der rechten Oberkieferhälfte und unten ebenso (also zusammen 12). Dann hat er oben und unten je zwei Eckzähne (einen in jeder Ober- und Unterkieferhälfte, also zusammen 4), 8 Vorbackenzähne (je vier im Ober- und Unterkiefer) und 10 Backenzähne (4 im Oberkiefer und 6 im Unterkiefer).
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Zeichnung: Inge Bischoff
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1.2 Zähne von Nagetieren
1.2.1 Nagezähne Nagetiere haben vier größere Schneidezähne (2 oben, 2 unten), die man Nagezähne nennt. Diese Zähne haben keine Zahnwurzel, sondern eine zum Zahnfach hin offene Zahnhöhle. Sie wachsen ein Leben lang nach. Da Nagetiere oft hartes Futter (z.B. Nüsse) und andere Gegenstände wie Holz beim Biber annagen, werden sie immer abgenutzt, so dass sich im Idealfall Wachstum und Abnutzung die Waage halten. Bei Haustieren (z.B. Meerschweinchen), die nicht genug hartes Material zum Zernagen erhalten, werden die Zähne immer länger und können sogar den Schädel durchbohren.
Nagezähne wachsen bei nicht grabenden Nagetieren zwischen 2 und 3 mm pro Woche. Wenn Nagetiere einen Winterschlaf halten (z.B. das Murmeltier), so wachsen ihre Zähne in dieser Zeit langsamer. |
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1.2.2 Backenzähne
Auf der Welt gibt es etwa 2800 verschiedene Nagetierarten. Fast alle Nagetiere sind Pflanzenfresser. Da die Nagetiere in den verschiedensten Lebensräumen leben und sich sehr unterschiedlich ernähren, haben auch ihre Backenzähne unglaublich verschiedene Formen ausgebildet.
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Backenzahn einer Wühlmaus
(Zeichnung: Inge Bischoff)
Backenzahn eines Bibers
(Zeichnung: Inge Bischoff)
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1.3 Zähne von Elefanten
1.3.1 Stoßzähne
Bei den Stoßzähnen der Elefanten ist der jeweils dritte Schneidezahn auf jeder Seite im
Oberkiefer stark verlängert. Stoßzähne sind wie die Nagezähne der Nagetiere wurzellos und wachsen dauerhaft. Sie haben keinen Mantel aus Zahnschmelz, da dieser durch den Gebrauch abgerieben wird. Daher besteht ein Stoßzahn meist nur noch aus Dentin. Das Dentin wird auch Elfenbein genannt. Elfenbein ist sehr wertvoll und es ist inzwischen verboten, Elefanten wegen des Elfenbeins zu töten und es zu verkaufen, weil deshalb früher viel zu viele Elefanten erschossen wurden. |
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1.3.2 Backenzähne und Zahnwechsel
Elefanten haben außer den Stoßzähnen auch noch Backenzähne, mit denen sie die zum Teil harte Nahrung (Blätter, Baumrinde, hartes Gras) zermahlen.
Sie bekommen mehrmals neue Backenzähne. Wenn der vordere Backenzahn durch das Zerkauen harter Nahrung stark abgerieben ist, wird die Zahnwurzel verdaut und der Zahnstummel nach vorne ausgeworfen. Es wird meist nur ein Zahn oder zwei Zahnhälften gleichzeitig benutzt. Insgesamt hat der Elefant jeweils 6 Backenzähne im Ober- und Unterkiefer. Wenn der letzte Backenzahn ganz abgenutzt ist, kann der Elefant kaum noch Nahrung zu sich nehmen und muss in der Natur irgendwann verhungern. Das geschieht aber erst wenn der Elefant sehr alt ist, nämlich mit 60 bis 70 Jahren.
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Backenzahn eines Elefanten (Zeichnung Inge Bischoff)
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1.4 Besondere Eckzähne
Bei einer ganzen Reihe von Säugetieren sind die Eckzähne umgebildet und werden als Waffen oder Imponierorgane ("zum Angeben") eingesetzt.
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1.4.1 Hauer des Wildschweins
Beim Wildschwein sind die oberen Eckzähne zu Hauern vergrößert. Die oberen Eckzähne des Männchens (der Keiler) sind wurzellos und außerdem in sich stark gedreht. Sie haben eine Länge von 20 bis selten auch 30 cm. Meist sind aber nur 10 cm von außen zu sehen. Die Hauer dienen zum Imponieren ("angeben"). Die oberen Eckzähne des Weibchens (die Bache) sind auch größer als die anderen Zähne, aber sie haben eine Wurzel und sind nicht gedreht.
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Wildschweine im Winter. Diorama im Museum Koenig.
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1.4.2 Stoßzähne des Walrosses
Die Eckzähne von Walrössern sind stark verlängert und werden auch Hauer genannt. Männchen und Weibchen haben Stoßzähne, doch die der Männchen sind in der Regel länger und weniger stark gebogen als die der Weibchen. Die Stoßzähne haben eine nach hinten offene Zahnhöhle und werden im Laufe des Lebens stark abgenutzt. Der Zahnschmelz wird im Lau-fe der Zeit ganz abgenutzt. Walrösser benutzen die Stoßzähne, um Muscheln aufzustöbern, von denen sie sich ernähren, aber auch um sich aus dem Wasser aufs Eis zu ziehen, um Atemlöcher in das Eis zu schlagen und um zu imponieren ("anzugeben").
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Schädel eines Walrosses. Vitrine im Museum Koenig.
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1.5 Zähne von Pflanzenfressern
Die ursprünglichen Säugetiere (Eutheria) besaßen folgende Zahnformel (siehe unter 1.7)
3I 1C 4P 3M = 44 Zähne
3I 1C 4P 3M,
Dieses vollständige und wenig spezialisierte Gebiss ist beim Wildschwein vorhanden. Das Wildschwein gehört innerhalb der Paarhufer zur Familie der Nicht-Wiederkäuer. Es ist ein Allesfresser. Mit der zunehmenden Anpassung an rein pflanzliche Kost haben die Tiere weniger Zähne ausgebildet und die wenigen Zähne wurden gleichzeitig spezialisiert. Die höchste Entwicklungsstufe in dieser Reihe haben die Wiederkäuer erreicht. Wiederkäuer haben weniger Vorbackenzähne und im Oberkiefer keine Schneidezähne. Stattdessen haben sie im Oberkiefer nur eine Hornplatte. Dies kann man z.B. beim Schädel des Schafs erkennen.
Zahnformel der Wiederkäuer:
0I (0-1)C 3P 3M = 32-34 Zähne
3I 1C 3P 3M
Pflanzennahrung ist schwer zu verdauen, da sie wenig Eiweiß enthält dafür aber viel Zellulose. Um diesen Pflanzenfaserstoff zu Zucker und Fetten abzubauen, braucht der Körper der Tiere ein bestimmtes Enzym (ein Eiweiß, welches andere Stoffe zerlegen kann). Den höheren Säugetieren fehlt dieses Enzym jedoch. Sie brauchen daher andere Lebewesen, wie Bakterien oder Hefen, die ihnen helfen die Pflanzenfasern zu verdauen. Die Bakterien leben entweder im Blinddarm (z.B. bei Pferden) oder im Pansen (bei Wiederkäuern).
Damit die im Darm lebenden Bakterien die Pflanzenfasern verdauen können, müssen die Pflanzenfasern gut zerkleinert werden. Dafür brauchen die Pflanzenfresser ein Gebiss mit guten Mahlzähnen.
Viele Gräser enthalten Kristalle, wie z.B. Kieselsäure oder Oxalsäure. Diese Mineralien wirken wie Schleifpapier und nutzen die Backenzähne ab. Daher werden die meisten Pflanzen-fresser nicht so alt.
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1.6 Zähne von Raubtieren
1.6.1 Brechscheren-Apparat bei Raubtieren
Bei den Raubtieren (z.B. Hunde und Katzen) wurden die Backenzähne zum großen Teil zurückgebildet. Dagegen sind der vierte Vorbackenzahn (P4) im Oberkiefer und der erste Backenzahn im Unterkiefer (M1) stark vergrößert und werden als Reißzähne bezeichnet. Zusammen bilden die beiden Reißzähne den so genannten Brechscherenapparat. Damit können Knochen gebrochen, Stücke aus dem Fleisch gerissen und zerschnitten werden.
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1.6.2 Dachs
Dachse gehören zu den Raubtieren. Sie jagen jedoch nur ausnahmsweise. Sie gehen schnüffelnd auf Nahrungssuche und fressen fast alles was sie dabei finden: Regenwürmer, Beeren, Pilze, Eicheln, Schnecken, Insekten, Mäuse und so weiter. Ihr Gebiss ist an diese vielseitige Nahrung angepasst. Die hinteren Backenzähne haben im Gegensatz zu denen anderen Raubtieren breite Kauflächen, um Pflanzenkost zermahlen zu können. Die vorderen Backenzähne sind spitz und scharf. Sie dienen zum Zerkleinern von Fleisch.
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1.7 Zähne von Insektenfressern
Igel haben 36 Zähne; auffällig ist, dass die ersten oberen und unteren Schneidezähne stark vergrößert sind und nur eine Spitze aufweisen.
Maulwürfe haben 44 relativ gleichförmige Zähne; die Schneidezähne sind klein, während die oberen Eckzähne stark vergrößert sind.
Einheimische Spitzmäuse haben 28 bis 32 Zähne; bei allen ist der erste obere Schneidezahn groß, hakenförmig und zweispitzig. Der erste untere Schneidezahn ist sehr lang und steht fast waagerecht; bei einigen Gattungen (Sorex, Neomys) weist dessen Oberkante wellenförmige Einkerbungen auf.
Auffällig ist, dass einige Spitzmäuse (Gattungen Sorex, Neomys) leuchtend rot gefärbte Zahnspitzen haben! Im Zahnschmelz sind Eisenverbindungen eingelagert, die diese Rotfärbung verursachen. Man hat vermutet, dass die Zähne dadurch wiederstandsfähiger werden. Die meisten Spitzmäuse haben aber weiße Zähne. Wenn ihr die einheimischen Insektenfresser am Gebiss bestimmen wollt, so zählt einfach die Zähne im Unterkiefer. Maulwürfe haben auf jeder Unterkieferhälfte 11, Igel 8 und Spitzmäuse 6 Zähne.
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1.7.1 Igel
Igel sind durch ein Stachelkleid geschützte, kurzbeinige Tiere. Sie ernähren sich als nächtliche Sammler von Insekten und ihren Larven, von Pilzen, Früchten und gelegentlich auch von jungen Mäusen. In Europa kommen 5 Arten vor, in Deutschland aber nur eine, der Westigel. Igel können die kalte Jahreszeit in einem Winterschlaf überdauern und dabei ihre Körpertemperatur stark absenken.
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1.7.2 Maulwürfe
Maulwürfe sind an das Leben im Boden angepasst. Ihre Augen sind fast oder ganz reduziert, und ihre Vorderbeine und Hände sind zu Grabwerkzeugen umgestaltet. Wie sie sich ohne Licht unter der Erde orientieren, ist noch nicht vollständig geklärt. Vermutlich können sie sich an Magnetfeldern orientieren. Maulwürfe ernähren sich von Erdwürmern, Insektenlarven und gelegentlich auch von jungen Mäusen.
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1.7.3 Spitzmäuse
Spitzmäuse leben überwiegend am Boden, wo sie Gänge graben, Nester anlegen und Futter suchen. Manche Arten nutzen die Sträucher und klettern etwas darin herum, andere lieben die Nähe des Wassers und können gut schwimmen und tauchen. Die meisten Arten sind klein (Körperlänge 5 bis 10 cm). Alle haben kleine Augen, zurückgebildete Ohrmuscheln und einen beweglichen Rüssel. Die kleinen Tiere sind ständig aktiv, auch im Winter, und benötigen daher relativ viel Nahrung. Nur einige Arten können, ähnlich wie die Igel, ihren Stoffwechsel reduzieren und Ruhepausen einlegen. In Deutschland kommen bis zu 9 verschiedene Arten vor.
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Waldspitzmaus (Zeichnung Rainer Hutterer)
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1.8 Versteinerte Zähne
Warum sind fossile Zähne für die Forschung wichtig?
Zähne bestehen aus hartem, widerstandsfähigem Material. Sie erhalten sich daher besser als Knochen und bleiben oft als einzige Zeugen vergangener Epochen übrig. Dazu kommt, dass Zähne oft charakteristische Formen und Strukturen aufweisen, die Forschern wichtige Hinweise auf ihre früheren Träger geben können. Ein einziger fossiler Zahn reicht aus, um zu entscheiden, ob er von einem Nagetier, einem Raubtier, oder einem Huftier stammte. In vielen Fällen lässt sich die Art genau bestimmen. Zähne sind daher ideale Hilfsmittel, um die Tierwelt vergangener Zeiten zu erforschen. Viele ausgestorbene Säugetiere kennen wir nur nach ihren Zähnen. Dennoch können wir uns ein ganz gutes Bild von ihnen machen, denn die Zähne erzählen uns auch, wie sich die Tiere ernährt haben und sogar, wie groß sie waren.
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Säugetierzähne
Unterrichtseinheit
Letzte Aktualisierung:
02.06.2010
02.06.2010
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