# taz.de -- Was Zähne erzählen: Auf den Zahn gefühlt
       
       > Zahnschmelz ist die härteste Substanz in unserem Körper – robust genug,
       > um Jahrmillionen zu überdauern. Und es enthüllt viel über die
       > Urzeitwelten.
       
   IMG Bild: im Zahnschmelz des Dino-Gebiß können Proteine über sehr lange Zeiträume erhalten bleiben
       
       Berlin taz | Der Fund an sich wirkt zunächst unscheinbar: ein 24 Millionen
       Jahre alter Nashornzahn aus Kanada. Mit etwas Glück könnten so einen
       fossilen Zahn auch Hobbysammler finden. Aufregender ist die genaue
       Untersuchung des Zahnschmelzes. Forschende aus Kanada und Dänemark konnten
       Sequenzen von sieben Proteinen gewinnen und mehr als 1.000
       Peptidspektrum-Übereinstimmungen identifizieren, die mindestens 251
       Aminosäuren umfassen.
       
       Möglich machte dies ein hochsensitives massenspektrometrisches Verfahren,
       das winzigste Proteinreste aufspüren kann. Um den wissenschaftlichen Wert
       dieser Entdeckung zu zeigen, verglichen die Forschenden die alten Sequenzen
       mit Proteinen von lebenden und jüngeren, ausgestorbenen Nashornarten. Die
       Aminosäurenabfolgen lassen Rückschlüsse auf Verwandtschaftsverhältnisse und
       die Evolution des Nashorns zu.
       
       Wirklich neue Erkenntnisse über etwaige Großeltern oder entfernte Cousins
       der heutigen Nashörner brachte das zwar nicht. Wichtig genug für eine
       Publikation im Fachblatt Nature ist jedoch der Forschungsansatz selbst.
       „Der Zahnschmelz ist so hart, dass er diese Proteine über sehr lange
       Zeiträume schützt. Es ist im Wesentlichen wie ein Tresor“, wird
       Studienleiter Ryan Sinclair Paterson in der zugehörigen Pressemeldung
       zitiert.
       
       Diese natürliche Konservierung funktioniert nicht nur in der Arktis mit
       ihren besonderen Erhaltungsbedingungen. Eine parallel veröffentlichte
       Nature-Studie eines amerikanischen Teams belegt, dass auch in tropischen
       Gebieten Kenias Proteine bis zu 18 Millionen Jahre in Zahnschmelz
       überdauern können. Paterson und seine Kollegen hoffen mittelfristig auf
       noch ältere Proteininformationen. Die Studie zeigt, dass Proteine unter
       günstigen Bedingungen mindestens 24 Millionen Jahre überstehen und damit
       theoretisch auch die 66 bis 230 Millionen Jahre überdauern könnten, die uns
       von den Dinosauriern trennen – oder sogar eventuell noch länger.
       
       ## Dinobeißerchen bis ins kleinste Detail vermessen
       
       Die Chancen dafür stünden gut, glaubt auch Geochemiker Thomas Tütken von
       der Universität Mainz. Er war an der aktuellen Studie zwar nicht beteiligt,
       ist aber ein ausgewiesener Experte für die Analyse von Zahnschmelz. „Dass
       im Zahnschmelz auch Proteine über sehr lange Zeiträume erhalten bleiben,
       haben wir schon länger vermutet. Es laufen schon weitere Untersuchungen zu
       älteren Zähnen.“
       
       [1][In der Paläontologie] könnte dieser neue Ansatz bei der Beantwortung
       vieler wichtiger Fragen helfen. Bisher werden Verwandtschaftsverhältnisse
       vor allem über die Gestalt der Tiere, also die Morphologie ihrer
       Skelettreste, nachgewiesen. Mithilfe von Proteinresten in Dinosaurierzähnen
       könnten Verwandtschaftsverhältnisse künftig noch sicherer und unabhängig
       von der Knochen- oder Zahnform bestimmt werden. Spannend wäre das zum
       Beispiel bei der Frage nach der Abspaltung der modernen Vögel von den
       Dinosauriern oder nach den ersten wirklichen Säugetieren. Doch
       Verwandtschaftsverhältnisse sind nicht die einzigen Urzeitgeheimnisse, die
       dank Zähnen gelüftet werden können.
       
       Traditionell untersuchen Forschende die Oberfläche der Zähne. Per Laser
       können Dinobeißerchen bis ins kleinste Detail vermessen werden. Die
       Abnutzungsspuren zeigen sich dabei wie eine dreidimensionale Geländekarte
       mit Bergen und Tälern.
       
       Aus der Beschaffenheit lässt sich rekonstruieren, wie die Nahrung wohl
       aussah. Ein Ergebnis solcher Untersuchungen: [2][Junge Tyrannosaurier]
       hatten ein anderes Fressverhalten als die ausgewachsenen Tiere. Die Zähne
       der Jungtiere waren deutlich stärker abgenutzt. Vermutlich liegt das daran,
       dass sie häufiger Knochen abnagten und sich stärker von Kadavern ernährten.
       Die erwachsenen Tiere machten dagegen häufiger lebende Beute. Bei kleinen
       Pflanzenfressern zeigen die Zähne Abnutzungsspuren von Gestein, weil sie
       Grünzeug am Boden abrupften und damit öfter auf Sand und an den Pflanzen
       anhaftenden Gesteinsstaub bissen.
       
       ## „Im Zahnschmelz lesen wie in einem Tagebuch“
       
       Ein neuerer Ansatz ist der Blick auf die Isotopensignaturen, die sich im
       Zahnschmelz bei dessen Biomineralisation einlagern. Dabei handelt es sich
       um Varianten von Elementen, die sich in ihrer Masse unterscheiden. Weil die
       Verhältnisse von schwereren zu leichten Isotopen durch Klima oder Nahrung
       systematisch variieren, lässt sich auch nach Millionen von Jahren
       herausfinden, was die Tiere gefressen haben und unter welchen
       Umweltbedingungen sie lebten. So eignen sich Isotope des essenziellen
       Spurenelements Zink gut dafür, die Nahrung von Tieren zu rekonstruieren:
       Muskelfleisch enthält mehr Zink-64 als Pflanzenmaterial.
       
       Je höher ein Tier in der Nahrungskette steht, desto kleiner ist das
       Verhältnis von Zink-66 zu Zink-64. Strontium wiederum wird auch mit der
       Nahrung aufgenommen und wegen ähnlicher chemischer Eigenschaften anstelle
       von Kalzium in Knochen und Zähnen eingelagert. Mithilfe des
       Strontiumisotopenverhältnisses lässt sich mehr über die Herkunft und
       Wanderung der Tiere herausfinden. Isotopen verändern sich nämlich in
       verschiedenen Ökosystemen und Landschaften. „Im Prinzip lernen wir gerade,
       im Zahnschmelz zu lesen wie in einem Tagebuch“, sagt Tütken. Die Methode
       ist dabei minimalinvasiv, nur wenige Milligramm Material genügen
       typischerweise für eine Isotopenanalyse. Gerade bei seltenen Zahnfunden ist
       das ein großer Vorteil.
       
       Zuletzt hat der Mainzer Geochemiker zusammen mit anderen Forschenden Zähne
       verschiedener Dinosaurier aus dem späten Jura und der späten Kreide
       untersucht – darunter auch [3][die bananengroßen Beißer des T-Rex]. Dabei
       analysierten sie, in welchem Verhältnis drei stabile Sauerstoffisotope im
       Zahnschmelz erhielten blieben. „Der im Zahnschmelz eingelagerte Sauerstoff
       stammt zum Teil von dem Sauerstoff, den die Dinosaurier damals eingeatmet
       haben. Und daraus lassen sich ziemlich genaue Rückschlüsse auf die
       Zusammensetzung der damaligen Atmosphäre und damit das urzeitliche Klima
       ziehen“, so Tütken.
       
       Die Analyse von Dinosaurierzahnschmelz offenbarte dramatisch höhere
       CO2-Werte in der Vergangenheit: Im späten Jura lag der
       Kohlenstoffdioxidgehalt der Atmosphäre viermal höher als vor der
       Industrialisierung, in der späten Kreidezeit noch fast dreimal so hoch.
       Besonders auffällig waren die Isotopenwerte in den Zähnen eines
       Tyrannosaurus rex, die wahrscheinlich auf CO2-Spitzen durch gewaltige
       Vulkanausbrüche hindeuten. Noch eine Erkenntnis: Die globale
       Photosyntheseleistung der urzeitlichen Pflanzen war im urzeitlichen
       Treibhausklima deutlich höher als heute.
       
       Auch die alte Frage nach der Körpertemperatur der Dinosaurier konnte durch
       Zahnschmelzanalysen (erneut) beantwortet werden. Lange hielt man
       Dinosaurier für wechselwarm – ähnlich wie Eidechsen oder Schlangen. Diese
       Annahme wurde inzwischen mehrfach widerlegt, auch dank der chemischen
       Zusammensetzung des Zahnschmelzes. Das Team analysiert gezielt die
       Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopenzusammensetzung des im Zahnschmelz
       gebundenen kleinen Karbonatanteils. Je seltener die Isotope beider Elemente
       darin eine Verbindung eingehen, desto wärmer war die Temperatur. Wie mit
       einem Fieberthermometer konnten sie sogar die Körpertemperatur einzelner
       Tiere bestimmen. Bei großen Langhalsdinosauriern wie dem Giraffatitan lag
       sie bei rund 38 Grad. Doch damit nicht genug: Zahnschmelz verrät
       Forschenden heute sogar, wie sich Lebewesen vor Jahrmillionen bewegten.
       
       Entenschnabel-Dinosaurier, auch liebevoll „Kühe der Kreidezeit“ genannt,
       zogen zum Beispiel in großen Herden von Hunderten Tieren durch die
       Landschaft, stets auf der Suche nach frischem Grün. Dabei legten sie
       Tausende Kilometer zurück. Auch Camarasaurus, ein 20 Meter langer
       Langhalssaurier, war ein Wanderer. Ein Forscherteam des Colorado College
       untersuchte verschiedene Sauerstoffisotope im Zahnschmelz des Tieres und
       entdeckte, dass es seinen Durst nicht nur in flachen Seen der Heimat
       stillte. Unterschiedliche Konzentrationen des Sauerstoffisotops O-18
       zeigten, dass die Tiere wohl auch in höhere Bergregionen zogen, um dort zu
       fressen und zu trinken. Die Forschenden schlossen daraus: Im heißen Sommer
       bevorzugten sie die schattigen Berge und kehrten im Herbst ins Flachland
       zurück. Dank ihrer Einträge im Zahnschmelztagebuch konnten Forschende an
       diesen Reisen teilhaben – wenn auch nur mit Mikroskop und
       Massenspektrometer.
       
       21 Sep 2025
       
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