Paläobiologie : Der Neandertaler aß mediterrane Mischkost

Auf den Zahn gefühlt: Das Gebiss enthüllt Ernährung und Lebensstil der Neandertaler. Die Erkenntnisse könnten sogar Zahnärzten und Zahntechnikern weiterhelfen.

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„Regionale Küche“ mag zwar am Anfang des 21. Jahrhunderts in aller Munde sein, neu ist dieser Trend aber keineswegs. „Bereits die Neandertaler ernährten sich von dem, was ihre Heimat im heutigen Kroatien ihnen bot“, erklärt Ottmar Kullmer vom Senckenberg-Forschungsinstitut und Naturmuseum in Frankfurt am Main. Ihre Zähne verraten dem Paläobiologen jedenfalls, dass sie eine Mischkost aus Fleisch mit vegetarischen Beilagen kauten. Damit kann der Forscher eine früher unter Wissenschaftlerkollegen beliebte Theorie wohl endgültig zu den Akten legen, nach der Neandertaler eifrige Großwildjäger waren, bei denen Gemüse und Salat keine große Rolle spielten.

Solche Überlegungen entstehen, weil Paläobiologen kaum Hinweise auf das Leben der Neandertaler vor mehr als 30 000 Jahren bekommen. „Nur Materialien, die solche langen Zeiten überdauern, verraten uns etwas über die Menschen damals“, berichtet Kullmer. Da der Zahn der Zeit von Spinat, Salat und Äpfeln wenig übrig lässt, haben vor allem Knochen und Werkzeuge aus Stein die Jahrtausende heil überstanden. Wenn die Forscher in Neandertalerhöhlen aber immer wieder Knochen von Hirschen und Wildschweinen finden, entsteht natürlich leicht der Eindruck, Fleisch hätte die Speisekarte der Neandertaler dominiert.

Zweifel an diesem Großwildjäger-Image der Neandertaler gab es zwar schon lange, aber der Beweis für eine gesunde, mediterrane Mischkost in den Höhlen der Neandertaler fiel schwer. Bis Ottmar Kullmer auf die Idee kam, den Menschen dieser Zeit genauer auf den Zahn zu fühlen. Das Gebiss verändert sich im Laufe eines Lebens nämlich deutlich. Und das nicht nur durch Karies, sondern auch durch Abnutzung. Dabei spielt die Nahrung eine wichtige Rolle.

Das beginnt bereits, wenn ein Milchzahn ausfällt und der bleibende Zahn sich nach oben schiebt. Seine Kaufläche ist zwar bereits vorgeformt, passt aber keineswegs exakt zum Gegenüber im anderen Kieferteil. Normalerweise haben der obere und der untere Zahn nur an einzelnen Punkten Kontakt.

Zwar ist das Hydroxylapatit des Zahnschmelzes auf der Oberfläche des Kauwerkzeugs die härteste Substanz, die der menschliche Organismus wachsen lässt. Aber der Zahnschmelz des Gegenübers ist ja genauso hart. Beim Kauen reiben diese beiden harten Oberflächen immer wieder gegeneinander. Dabei splittern winzige Teile ab und mit den Jahren passen sich die beiden Zahnoberflächen immer besser aneinander an.

Diese Anpassung und Abnutzung hängt stark von den Kaubewegungen ab, die sich wiederum mit der Nahrung verändern. Weiches Essen von Bananen bis zu Gummibärchen wird vor allem durch seitliche Bewegungen des Unterkiefers zerquetscht. Bekommt man dagegen eine deutlich härtere und sprödere Karotte zwischen die Zähne, spürt der Kauapparat das gleich. Die Kaumuskeln arbeiten stärker, der Biss wird kräftiger und die Karotte Stück für Stück zerkleinert.

„Diese Kaubewegungen erzeugen natürlich ein anderes Abriebsmuster“, sagt Kullmer. Winzige Schleifspuren entstehen, die gerade einmal zwei bis fünf Tausendstel Millimeter breit sind – jedes Haar auf dem Kopf eines Menschen ist etwa dreißigmal dicker. Ernährt sich ein Mensch nur von weicher Nahrung wie Bananen, entstehen daher ganz andere Schleifspuren als bei Menschen, die immer nur Karotten kauen.

Bekommt man dagegen Fleisch zwischen die Kiefer, wird der Biss noch kräftiger, weil sich Muskeln noch schwerer in Happen zerkleinern lassen. Obendrein stoßen die Zähne häufig auf Sehnen oder Knochensplitter. Und wieder sehen die Schleifspuren anders aus.

Mit der Zeit entsteht so auf den Zähnen ein typisches Muster von Höckern, schrägen Kanten und Schleifspuren, die ähnlich wie ein Fingerabdruck für jeden Menschen einmalig sind. Kullmer hat eine Analyse dieser Zahnmuster entwickelt, die er „Occlusal Fingerprint Analysis-Methode“ oder kurz „OFA“ nennt. OFA entpuppt sich als vielseitiges Instrument: Oft finden Frühmenschenforscher in einer ehemaligen Wohnhöhle von Neandertalern oder modernen Menschen mit deren Zähnen nur die härtesten Überreste der ehemaligen Bewohner. Häufig wissen sie dann nicht, ob zum Beispiel fünf gefundene Zähne in ebenso vielen verschiedenen Kiefern steckten oder ob vielleicht ein einziger Mensch alle fünf Zähne im Gebiss hatte. Mit OFA kann Ottmar Kullmer solche Fragen jetzt gut beantworten.

Wie sieht das Muster auf den Zähnen bei verschiedenen Ernährungsweisen jeweils aus? Um dieser Frage näher zu kommen, analysierten Ottmar Kullmer, sein ehemaliger Doktorand Luca Fiorenza und weitere Kollegen die Zähne verschiedener Naturvölker. Dazu reisten sie in verschiedene Museen und Sammlungen in aller Welt und machten mit einem Spezialkunststoff Abdrücke von den Backenzähnen. Aus diesen Negativen stellen die Forscher Positive her, die exakt die gleichen Strukturen wie der Originalzahn haben. „Diese Positive können wir dann im Frankfurter Labor beliebig oft untersuchen, ohne jedes Mal in das jeweilige Museum reisen zu müssen“, erklärt Kullmer. Mit Scannern tasten die Forscher diese Positive dann ab und speichern die Daten im Computer. Rechenprogramme vergleichen dann die Zähne miteinander.

Zahnmuster bei Naturvölkern, die wie die Inuit im Hohen Norden oder die Indianer auf Vancouver Island im Pazifik vor der kanadischen Küste fast nur Fleisch kauten, ähneln sich. Vor allem unterscheiden sich diese OFA-Muster deutlich von denen der Khoisan im Süden Afrikas und der Aborigines in Australien, die zwar ebenfalls Jäger und Sammler waren, aber mehr vegetarische Beilagen aßen.

Die Muster von Neandertaler-Zähnen wiederum gleichen verblüffend den Fleischspezialisten der jüngeren Vergangenheit. Aber nur, wenn Ottmar Kullmer und seine Kollegen das Neandertaler-Gebiss in eher nördlichen Gefilden unter die Lupe nehmen. „In den offenen Nadelwäldern und Tundren dieser Regionen fanden die Menschen damals nur wenige essbare Früchte und lebten daher wohl überwiegend von der Jagd“, erklärt Kullmer das Ergebnis. Ganz anders war die Situation dagegen in den Ländern rund ums Mittelmeer. Dort regnete es deutlich mehr, in den Laubwäldern fanden die Menschen viele Früchte. Und prompt ähneln die 130 000 Jahre alten Zahnmuster der kroatischen Neandertaler denen der Khoisan und der Aborigines, die Mischkost auf dem Speiseplan hatten.

Die OFA-Muster von modernen Menschen, die ebenfalls vor einigen Zehntausend Jahren im Mittelmeerraum lebten, unterscheiden sich kaum von denen der kroatischen Neandertaler. „Beide aßen also offensichtlich, was die Region ihnen bot“, sagt Kullmer. Damit ist die Überlegung, Neandertaler wären als spezialisierte Großwildjäger den modernen Menschen unterlegen gewesen, die zusätzlich auch allerlei Grünzeug kauten, vom Tisch. An den Ernährungsgewohnheiten kann es also kaum gelegen haben, dass die Neandertaler schließlich ausstarben, der moderne Mensch aber bis heute überlebt hat.

Dieser moderne Mensch kann aber aus der OFA-Methode der Senckenberg-Forscher nicht nur die Ernährungsgewohnheiten seiner Vorfahren und der nächsten Verwandtschaft erkunden. Längst haben Kullmer und seine Kollegen Computerprogramme entwickelt, mit denen sie detailliert die Kräfte erfassen, die beim Kauen verschiedener Nahrung auf die Zähne wirken. Mit dieser Software wollen die Forscher herausbekommen, wie sich im Laufe der Jahrmillionen Kiefer und Zähne bis zu ihrer heutigen Form entwickelt haben.

Die Programme können auch Zahnärzten und Zahntechnikern Informationen geben: Wie sollte eine Zahnkrone genau gestaltet werden, um möglichst gut die Funktion des verlorenen Zahnes zu ersetzen? An welcher Stelle sollte ein Implantat im Kiefer exakt platziert werden? Kullmer arbeitet daher mit Zahnärzten zusammen, um seine Forschung auch der Medizin zur Verfügung zu stellen. Das Gebiss der Neandertaler hilft damit, den Zahnersatz des 21. Jahrhunderts zu verbessern.

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