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Occlusal fingerprint analysis in Australopithecus afarensis molars and its implication for dietary interpretation
Stefanie Stelzer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Horst Seidler
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30317.74482.753154-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Die Zahnmorphologie ist seit jeher ein wesentlicher Bestandteil der Forschung im Gebiet der Phylogenie, Ernährung und Paläoumwelt. Während des Zerkauens der Nahrung entstehen bestimmte Abkauungsmuster auf der Okklusalfläche. Diese stellen einen wichtigen Aspekt dar um die funktionelle Morphologie des Zahns zu verstehen, da diese Abkauungsmuster direkte Hinweise auf der individuellen Nahrung liefern. Die Komplexizität der Facettenanordnung war jedoch bisher eine Herausforderung in der Zahnforschung. Die hier angewandte Occlusal Fingerprint Analysis (OFA) bietet eine Möglichkeit diese Abkauungsmuster zu quantifizieren und zu vergleichen. Untersuchte Parameter dieser Studie sind der okklusale Reliefindex, die relative Fläche, Neigungsrichtung und Neigungswinkel der Facetten. Diese Messungen liefern ein klares Bild über die individuelle Abkauung. Untere Molaren der Art Australopithecus afarensis von drei äthiopischen Fundstellen, Hadar, Omo und Maka, wurden mithilfe eines 3D Oberflächenscanners, sowie Pan troglodytes verus aus der Taï Forest Sammlung des Max-Planck-Instituts für Evolutionäre Anthropologie, Leipzig mithilfe eines μCT-Scanner eingelesen. Die daraus resultierenden 3D Modelle wurden mithilfe der Software PolyWorks® bearbeitet. Die Resultate für den okklusalen Reliefindex zeigen, dass A. afarensis niedrigkroniger ist als Pan. Das Verhältnis der relativen Flächen von Phase I zu Phase II Facetten unterscheidet sich ebenfalls in den zwei Gruppen. Während bei A. afarensis die linguale Phase I den größten Anteil ausmacht, ist es bei Pan zuerst die buccale Phase I und dann Phase II in den fortgeschrittenen Abkauungsstadien. Es zeigen sich auch Unterschiede im Neigungswinkel. Während bei A. afarensis die Neigungswinkel kleiner werden, ist bei Pan das Gegenteil der Fall; die Facetten werden steiler mit fortschreitender Abkauung. Resultate für die Neigungsrichtung zeigen, dass A. afarensis weniger klar definierte Orientierungen der Facetten aufweist als Pan. Alle Parameter zusammengefasst ergibt sich ein Bild für A. afarensis, das darauf schließen lässt das harte und spröde Elemente als Nahrung dienten. Die unscharfen Facettenabgrenzungen deuten zusätzlich auf zähe und fasrige Nahrung hin. Das beschriebene Muster für Pan stimmt mit der tatsächlich beschriebenen Ernährung überein. Diese besteht hauptsächlich aus Früchten Pflanzen (Blätter, Baumrinde), Nahrungsmittel zu deren Zerkleinerung man Schneide- und Scherkanten benötigt. Das Fehlen von Signalen, die auf Fleischverzehr schließen lassen, kann damit erklärt werden, dass die hier untersuchte Stichprobe zum Großteil aus weiblichen Individuen besteht, deren Speiseplan nur zu geringen Teilen aus fleischlicher Nahrung besteht. Die hier beobachteten morphologischen Signale müssen daher immer als Resultat des gesamten Nahrungsspektum verstanden werden. Die Variabilität in den einzelnen Mustern spiegelt zum einen die individuelle als auch die interspezifische Variabilität wider.
Abstract
(Englisch)
The morphology of teeth has always been essential for research on phylogeny, diet and palaeoenvironment. Occlusal wear patterns, which develop during the processing of food, are an important aspect for the understanding the functional morphology of a tooth, as these structures provide direct evidence for an individual’s diet. However, the complexity of the patterns of these facets has been a challenge in dental research. The Occlusal Fingerprint Analysis (OFA) applied in this study provides a mean to quantify and compare these wear patterns. Parameters included in this study are the occlusal relief index, relative area of facets, dip direction and inclination angle. These measurements enable us to get a clear picture of an individual’s dental wear. Lower molars of Australopithecus afarensis from the three Ethiopian sites of Hadar, Omo and Maka were surface scanned, as well as Pan troglodytes verus from the Taï Forest collection of the Max-Planck-Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, which were μCT-scanned and the resulting 3D models were analysed using the software package PolyWorks®. The results on the occlusal relief index demonstrate that A. afarensis shows lower crowns than Pan, the relation of the relative area of phase I and phase II facets is also different in the two groups. While in A. afarensis the share of lingual phase I facets is highest, it is the buccal phase I facets in wear stage 2 and phase II facets in the advancing wear stages in Pan. More differences between the two genera display the inclination angle. In A. afarensis the facets become less steep with advanced wear, while in Pan the opposite is true; the facets become steeper with advanced wear. However, A. afarensis shows fewer facets with clearly defined orientations than Pan as indicated by dip direction. Taken all the parameters together, the pattern observed in A. afarensis indicates processing of hard and brittle foods. Plus the reduced sharp facet margins, which is an indicator of tough and fibrous items. The pattern observed in Pan is consistent with the actual reported diet for the Tai chimpanzees of fruits and plants (leaves, bark), which need a high cutting and shearing capability. The lack of a meat specific signal can be explained by the overrepresentation of female chimps in the sample. However, we have do regard the morphological signals as result of the whole dietary spectrum. The variability in the patterns reflects the individual as well as the interspecific variability.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
A. afarensis occlusal fingerprint analysis hominid tooth
Schlagwörter
(Deutsch)
A. afarensis occlusal fingerprint analysis hominid Zahn
Autor*innen
Stefanie Stelzer
Haupttitel (Englisch)
Occlusal fingerprint analysis in Australopithecus afarensis molars and its implication for dietary interpretation
Paralleltitel (Deutsch)
Die Occlusal Fingerprint Analyse in Australopithecus afarensis Molaren und ihre Bedeutung für die Interpretation des Nahrungsspektrums
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
130 S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Horst Seidler
Klassifikation
42 Biologie > 42.88 Physische Anthropologie
AC Nummer
AC08770979
Utheses ID
13230
Studienkennzahl
UA | 442 | | |
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