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Ernährungsweise von Frühmenschen Der Zahn der Urzeit verrät Essgewohnheiten unserer Vorfahren

Quelle: Pressemitteilung Goethe-Universität Frankfurt am Main

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Heute versuchen viele Menschen, wieder mehr regionale und saisonale Lebensmitteln zu essen. Unser hunderttausende Jahre alter Vorfahre, der Homo erectus, hatte da vermeintlich keine Alternative. Doch zumindest im Vergleich zu zeitgleich lebenden Orang-Utans waren Frühmenschen weniger abhängig vom saisonalen Nahrungsangebot, wie Zahnanalysen nun nahelegen.

Künstlerische Darstellung einer Gruppe von Homo erectus bei einem Mammut-Skelett
Künstlerische Darstellung einer Gruppe von Homo erectus bei einem Mammut-Skelett
(Bild: ratpack223 - stock.adobe.com)

Wer ein Vergrößerungsglas und eine Taschenlampe zur Hand nimmt und im Spiegel seine Zähne ganz genau betrachtet, kann hier und da ein Muster aus feinen, parallelen Linien entdecken, die quer über den Zahn laufen. Diese entsprechen den Retzius-Streifen, die das Wachstum unseres Zahnschmelzes markieren. Der Schmelz wird bereits im Mutterleib angelegt und bis zur Jugend neu gebildet, wenn die letzten Milchzähne ausfallen und durch bleibende Zähne ersetzt werden.

Wie bei allen landlebenden Wirbeltieren wird auch beim Menschen der Zahnschmelz in mikroskopisch kleinen Schichten schubweise angelagert, was die Retzius-Steifen formt. Ähnlich wie Jahresringe im Stamm etwas über das Wachstum eines Baumes verraten, lässt sich am Abstand der Streifen im Zahnschmelz die Entwicklungsgeschwindigkeit eines Menschen ablesen. Auch physiologische Wechsel wie die Geburt, das Abstillen oder Krankheiten hinterlassen markante Spuren. Die Retzius-Steifen bilden zudem den chronologischen Rahmen für die zeitlich variierende chemische Zusammensetzung des Zahnschmelzes, die wiederum den Wechsel in der Ernährung widerspiegelt. Sogar unser generelles Essverhalten wird also in den Zähnen gespeichert.

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Zahnanalyse unterscheidet Pflanzenfresser und Fleischfresser

Ein internationales Wissenschaftsteam der Goethe-Universität Frankfurt um Prof. Wolfgang Müller und seiner Studentin Jülide Kubat, heute Doktorandin an der Universität Paris Cité, hat den Wissensspeicher im Zahnschmelz für ihre Forschung genutzt. Anhand der Zähne haben sie die Ernährungsgewohnheiten eines Vorfahrens des modernen Menschen – Homo erectus, „der aufrechte Mensch“ – mit denen von Orang-Utans aus der gleichen Ära sowie weiteren Tieren verglichen. Alle lebten im Pleistozän vor 1,4 Millionen bis 700.000 Jahren auf der indonesischen Insel Java, auf der es damals Regionen mit Monsun-Regenwäldern sowie offene Baumlandschaften und grasbewachsene Savannen gab.

Zur Analyse des Zahnschmelzes betteten die Wissenschaftler die Zähne in ein Harz ein und schnitten sie dann in hauchdünne Scheiben von 150 Mikrometern Dicke. Anschließend trug ein Laser Zahnmaterial ab, das mittels Massenspektrometrie unter anderem auf den Gehalt der Elemente Strontium und Kalzium untersucht wurde, die beide in Zähnen und Knochen enthalten sind (Laser-basierte Plasma-Massenspektrometrie, LA-ICPMS). Das Verhältnis von Strontium zu Kalzium (Sr/Ca) ist von der aufgenommenen Nahrung abhängig, erklärt Studienleiter Müller: „Strontium wird – quasi als Verunreinigung des essenziellen Kalziums – vom Körper nach und nach ausgeschieden. In der Nahrungskette führt das dazu, dass das Strontium-Kalzium-Verhältnis von Pflanzenessern über Allesesser bis hin zu Fleischessern kontinuierlich abnimmt.“

Ernährungswechsel im Jahresverlauf

Den Trend im Strontium-Kalzium-Verhältnis bei verschiedenen Ernährungsweisen hat das Wissenschaftsteam mit dem Vergleich pleistozäner Tierzähne aus Java bestätigt: Raubkatzen wiesen ein niedriges Sr/Ca-Verhältnis auf, Vorläufer der heutigen Nashörner, Hirsche und Flusspferde ein hohes und pleistozäne „Ur-Schweine“ lagen als Allesesser dazwischen.

Spannend wurde es bei den Zähnen der Hominiden Orang-Utan und Homo erectus, denn hier entdeckten die Forscher im Zeitverlauf Jahreszyklen, in denen sich die Nahrungszusammensetzung von Menschenaffen und Menschen änderte: Beide zeigten im Jahresrhythmus Variationen, wobei die regelmäßigen Sr/Ca-„Spitzen“ beim Orang-Utan viel deutlicher ausgeprägt waren als bei Homo erectus. „Diese Peaks deuten auf ein reichhaltiges pflanzliches Nahrungsangebot in der Regenzeit hin, während der im Regenwald zum Beispiel viele Früchte gebildet wurden“, erklärt Jülide Kubat, Erstautorin der Publikation. „In der Trockenzeit mussten vor allem Orang-Utans auf andere Nahrungsquellen umsteigen, die vielleicht Insekten oder Eier einschlossen. Homo erectus dagegen war – so zeigen die weniger ausgeprägten Peaks und niedrigeren Sr/Ca-Werte – als Allesesser und zeitweise Fleischkonsument weniger vom saisonalen Nahrungsangebot abhängig“, führt die Forscherin aus.

Ganz nah dran am Frühmenschen

Insgesamt zeige die Analyse laut Studienleiter Müller, dass die räumlich hoch-aufgelöste Laser-Analyse von Spurenelementen zusammen mit Zahnschmelzchronologie einen zeitlich bemerkenswert detaillierten Einblick in die Lebensgeschichte unserer Vorfahren geben kann: „Plötzlich ist man ganz nahe dran an diesen frühen Menschen, die so lange vor unserer Zeit gelebt haben. Man kann erspüren, was der jahreszeitliche Wechsel für sie bedeutet haben mag und wie sie mit ihrer Welt interagiert haben. Das ist absolut faszinierend.“ (clu)

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Originalpublikation: Jülide Kubat, Alessia Nava, Luca Bondioli, M. Christopher Dean, Clément Zanolli, Nicolas Bourgon, Anne-Marie Bacon, Fabrice Demeter, Beatrice Peripoli, Richard Albert, Tina Lüdecke, Christine Hertler, Patrick Mahoney, Ottmar Kullmer, Friedemann Schrenk, Wolfgang Müller: Dietary strategies of Pleistocene Pongo sp. and Homo erectus on Java (Indonesia), Nature Ecology and Evolution (2023); DOI: 10.1038/s41559-022-01947-0

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