Das zentrale Forschungsthema in der Sektion Tertiäre Säugetiere ist die Evolution und Funktionsmorphologie von Säugetierknochen und Zähnen. Untersuchungen von Detailstrukturen fossiler Zahnreste helfen bei der Rekonstruktion von Anpassungsprozessen im Kauapparat.
Auch die Strukturen des Zahnschmelzes, Dentin (Zahnbein) und der Zahnwurzeln unserer Vorfahren haben sich während der Evolution ständig an die vorhandene Nahrung angepasst. Dabei hat sich die Grundanordnung der Höcker und Becken auf den Zahnoberflächen und der dazugehörige Biss jedoch seit vielen Millionen Jahren nur wenig verändert. Die Nutzung variabler Nahrungsquellen in verschiedenen Lebensräumen führte zu Unterschieden in der Zahnabnutzung.
Auf unseren Zahnoberflächen entstehen durch das Kauen spezifische Abnutzungsmuster, die so einzigartig sind wie unser Fingerabdruck. Die Muster verraten einiges über unser Kauverhalten, unsere Nahrung und Umwelt. Digitale Zahnmodelle ermöglichen die Analyse unseres Okklusalen Fingerabdrucks.
Paläoanthropologen und Paläontologen versuchen durch die Analyse von Abnutzungserscheinungen auf den Zähnen zu verstehen, welche Nahrung zerkleinert wurde und welche spezifischen Merkmale in den Gebissformen zur Rekonstruktion von Umweltveränderungen und der Nahrungszusammensetzung genutzt werden können.
Die Untersuchungsobjekte stammen teilweise aus den eigenen Senckenbergischen Sammlungen und aus aktuellen Geländeprojekten an Fossilfundplätzen in Afrika, Asien und Europa. Seit vielen Jahren sind Mitarbeiter der Sektion Tertiäre Säugetiere und Morphometrie an internationalen Grabungsarbeiten beteiligt.
An der Hominidenfundstelle Galili in Äthiopien wurden in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. H. Seidler und dem Department für Anthropologie an der Universität Wien mehrere der seltenen Zähne und Knochen von Vormenschen (Australopithecinen) geborgen.
Bei den Geländekampagnen des Hominid Corridor Research Project (HCRP) in den Urablagerungen am Malawisee im südöstlichen Afrika sind Hominindenreste der Gattungen Homo und Paranthropus gefunden worden.
Visualisierung und Funktionsanalyse der Kaumechanik – Neue Wege zum Verständnis der mechanischen Nahrungsaufbereitung bei Primaten
3D-Oberflächen-Scanningverfahren und digitale Computertomographie ermöglichen es heute die komplizierten Zahnstrukturen sichtbar zu machen und zu vermessen. So können Evolutionshypothesen zur Zahnentwicklung auf eine völlig neue Art und Weise getestet werden. Im sektionseigenen 3D-Labor in Frankfurt befassen sich Studenten und Doktoranden in mehreren Forschungsprojekten mit der Analyse von Zahnkontakten und dem inneren Aufbau von Zähnen, um die Variabilität der Zahnformen und Diversität der Gebisstypen bei Säugetieren, inklusive unserer Vorfahren, zu vergleichen.
Mit einer eigens entwickelten Computermethode, der „Occlusal Fingerprint Analysis“, kurz OFA genannt, werden die Zahnkontaktflächen während des Zubeißens auf den Zahnoberflächen analysiert. So können die individuellen Kontaktmuster zwischen Ober- und Unterkieferzähnen genau bestimmt werden. Kleinste Abweichungen der Zahnposition und der Bewegungsbahn lassen sich prüfen und mit der neuen Methode registrieren. Die für paläontologisch-wissenschaftliche Arbeiten in der Sektion entwickelte Analyse findet bereits in der modernen Zahnmedizin und Zahntechnik Anwendung und unterstützt die Funktionsdiagnostik des Bisses und die individuelle Patientenversorgung mit funktionsgerechten natürlichen Zahnoberflächen.
Durch die Bewertung der mechanischen Prozesse beim Kauen lassen sich Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften der Nahrung und den Lebensraum der Hominiden ziehen, ein wesentlicher Schritt um unsere Entwicklungsgeschichte zu entschlüsseln. Die genaue Analyse der sogenannten Schlifffacetten und Zahnkontakte beim Zubeißen hilft Details der Zahnfunktion und die mechanischen Nahrungsaufbereitung zwischen den Zahnoberflächen besser zu verstehen. Nur so lassen sich die vielfältigen Zahnabnutzungen auf fossilen Zähnen interpretieren.
