Van de vlijmscherpe kiezen van een leeuw tot de brede maalvlakken van een beer: zoogdiertanden lijken perfect aangepast aan hun dieet. Maar nieuw onderzoek toont dat die perfectie evolutionair gezien een prijs heeft.
De tribosfenische kies geldt als een van de belangrijkste innovaties in de evolutie van zoogdieren. Dankzij de combinatie van een scherp snijgedeelte en een breder maalgedeelte konden vroege zoogdieren in één beet zowel vlees doorsnijden als hard voedsel vermalen. Maar hoe goed werkt die dubbelfunctie eigenlijk?
Een internationaal team van paleontologen onderzocht dat nu voor het eerst in de praktijk.
Tanden op de proef
De onderzoekers maakten gedetailleerde 3D-scans van de onderste kiezen van 250 soorten roofdieren, van levende katten en honden tot uitgestorven creodonten. Die vorm printten ze vervolgens na met een 3D-printer en testten ze mechanisch uit. Zo voerden ze testen uit met medische gelatine, die zacht weefsel zoals spieren nabootst, en geprinte botstructuren met vergelijkbare eigenschappen als echt bot. Zo konden de onderzoekers nauwkeurig meten hoeveel kracht nodig is om voedsel te snijden of te vermalen.
De resultaten tonen een opvallend evolutionair compromis. Tanden die uitblinken in snijden presteren meestal zwak bij het vermalen van hard voedsel, terwijl uitstekende ‘maaltanden’ minder efficiënt zijn als snijgereedschap. Minder dan één procent van de onderzochte roofdieren bleek beide functies tegelijk bijna optimaal uit te voeren.
Specialisatie
De verklaring ligt in de bouw van de tribosfenische kies zelf. Die bestaat uit twee gespecialiseerde delen: een snijgedeelte en een maalgedeelte. Dat ontwerp gaf zoogdieren ooit een groot evolutionair voordeel, maar legt tegelijk ook beperkingen op. Wie tijdens de evolutie het snijgedeelte verder specialiseerde, leverde onvermijdelijk in op de maalfunctie - en omgekeerd.
Volgens de onderzoekers helpt dat ook verklaren waarom sommige roofdieren evolutionair in een hoekje terechtkwamen. Carnivoren verloren tijdens hun evolutie vaak het maalgedeelte van hun kiezen. Daardoor werden ze uiterst efficiënte vleeseters, maar ook minder flexibel.
Een terugkeer naar een gevarieerder dieet werd vrijwel onmogelijk. Dat zou volgens de onderzoekers kunnen verklaren waarom sommige uitgestorven roofdiergroepen, zoals de hyaenodonten, uiteindelijk verdwenen, terwijl minder gespecialiseerde groepen zich beter konden aanpassen aan veranderende omstandigheden.
