Zähnen bieten Anhaltspunkte zur Evolution der menschlichen Ernährung


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Universität von Arkansas-Anthropologie-Professor Peter Ungar hat während seiner Karriere viele Talente entwickelt, stundenlang hockte in Wäldern in entlegenen Teilen der Welt studieren Affen, zahnmedizinischen Techniken, um Formen der Zähne zu schaffen und neue Wege zu finden Moderntag Technologie nutzen, um den Verschleiß auf die Zähne zu studieren.

Durch all diese Bemühungen, sucht er Hinweise darauf, was Moderntag Primaten Essen — und was, das erzählt uns was unsere menschlichen Vorfahren tatsächlich gegessen hat.

Vor kurzem berichtete Ungar und seine Kollegen, Frederick E. Grine von der State University of New York at Stony Brook und Mark F. Teaford der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, Ergebnisse auf einer frühen menschlichen Vetter, die vorschlagen, dass Form und Struktur der Zähne allein nicht ausreicht, um die Ernährung des alten Menschen vorherzusagen sind.

"Zähne sind perfekt für die Diät Hypothesen zu testen, denn sie die am besten erhaltene Elemente in den Fossilien sind und sind Teil des Verdauungssystems," sagte Ungar. "Aber wir hatten bisher nicht die Technologie, um viele Informationen daraus zu ziehen."

Bis vor kurzem Wissenschaftler die Gruben und Kratzer auf den Zähnen durch Betrachten der Bilder von hochauflösenden Elektronenmikroskopen gezählt. Aber solche Grafen hing von der Kompetenz des Beobachters und erwies sich oft als schwierig zu reproduzieren.

"Das Problem ist dann, dass Sie zu zählen und messen diese Funktionen von hand die stellt einer hohen Wahrscheinlichkeit des menschlichen Versagens. Das ist ein sehr subjektiver Prozess, und du wirst um Variabilität zwischen den Messungen von jedem zwei Forschern zu erhalten", sagte Ungar. "Wir brauchten einen objektiven, automatisierte, wiederholbare Weg zur Quantifizierung der Verschleiß an den Zähnen."

Ungar entwickelten eine Methode der Verwendung von Geographic Information System Software erstelle ich eine andere Art von Karte, mit der Software für zahnärztliche Topographie, um die Berge und Täler gebildet durch die Abnutzung Muster auf die Zähne zu zeigen. Genauso wie GIS verwendet werden, um topographische Merkmale auf eine Landschaft, wie Neigung, Höhe und Ausrichtung, Messen fand Ungar es dental Funktionen analysieren könnte, die für kauen und verarbeitende Lebensmittel wichtig sind.

Insbesondere zur die Forscher GIS Berechnung der Steigung und Kantigkeit Werte für jeden Zahn; Neigung bezieht sich auf die Steilheit der eine Zahn-Schwelle während Kantigkeit ein Maß für die allgemeine Jaggedness ist.

Im Jahr 2003 war Ungar in der Lage, die Auflösung von seiner Messungen zu erhöhen, indem Sie ein weißes Licht Scannen confocal Mikroskop. Länge, Breite und sogar Tiefe Informationen über Besonderheiten wird durch das Instrument automatisch und Objektiv erfasst. Die detaillierte, dreidimensionale Informationen erlaubt Forschern, Eigenschaften der Oberfläche, wie Rauheit und Direktionalität der Verschleiß durch Fraktale Analysen entlehnt Maschinenbau bestimmen.

Ungar verbindet seine Hightech-Arbeit mit altmodischen Anthropologie Feldarbeit. Mit Kollegen zusammenarbeiten, hat er Tausende von Stunden in den Wäldern in Mittel- und Südamerika sowie Indonesien protokolliert die Diäten von verschiedenen Affen und Affen zu beobachten.

Die Forscher die Tiere beruhigen und verwenden die gleichen zahnmedizinischen Techniken, Zahnärzte, um Kronen, um hochauflösende Formen des Primas Zähne mit Epoxy zu schaffen zu machen. Ungar auch schuf zahnärztliche Eindrücke von einigen der weltweit bekanntesten fossilen Vorfahren, einschließlich AL-288-1, besser bekannt als "Lucy" und OH-5, der "Nussknacker."

Diese Arbeit führte ein Repository von Hunderten von Zahn-Impressionen. Mit dieser Bibliothek der Zähne, kann er vergleichen, was Moderntag Primaten Essen und die Abnutzung Muster auf ihre Zähne, um die Abnutzung Muster auf fossile Zähne bekommen direkte Beweise für welche Lebensmittel sie essen.

Seine Arbeit fand anatomische Beweise für einige langjährige Hypothesen zu unterstützen – und in anderen Fällen fand Beweise, die nahelegen die aktuellen Modelle sind falsch.

"Die Modelle sind an und für sich in Ordnung, aber wir müssen weiter gehen", sagte Ungar. "Wir müssen die Hypothesen zu testen." Mit seiner bahnbrechenden Techniken fand er einen Weg, um genau das zu tun.

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Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die nationalen
Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für grundlegende Finanzierung angeklagt
Forschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik.
Sehen, die hinter den Kulissen Archiv.

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