Zähne konservieren Informationen über 18 Millionen Jahre

Dazu nutzten die Wissenschaftler der Harvard University und des Smithsonian Museum Conservation Institute eine moderne Flüssigchromatografie–Tandem-Massenspektrometrie (LC‑MS/MS), mit der selbst kleinste Peptidfragmente zuverlässig getrennt und identifiziert werden können.

Danach sind im Zahnschmelz vorkommende Proteinfragmente in ausreichender Konzentration in Fossilien vorhanden und möglicherweise bis zu 29 Millionen Jahre alt – mit hoher Wahrscheinlichkeit 18 Millionen Jahre. Entdeckt wurden Reste folgender Schmelz‑ und Zahngewebe‑Proteine: Enamelin, Ameloblastin (AMBN), Matrix‑Metalloprotease 20 und Dentin Matrix Acidic Phosphoprotein 1.

Diese Proteine überdauern im Inneren des Zahns, anders als DNA, auch in heißen, feuchten Gegenden. Die Zahl der nachweisbaren Fragmente nimmt bei älteren Funden zwar ab, dochür eine molekulare Analyse. Sie tragen zu einem umfassenden Bild der Lebensweise und Evolution ausgestorbener Arten bei.

Aus den gewonnenen Sequenzdaten lassen sich inzwischen auch phylogenetische Beziehungen rekonstruieren – das heißt, man kann ausgestorbene Spezies erstmals nicht nur anhand ihrer Form, sondern auch durch den Vergleich ihrer verbliebenen Proteine einordnen. Die Paläontologen haben so unerwartete Beziehungen zwischen Arten im Stammbaum, der Populationsstruktur von Arten über große geografische Regionen und sogar Verhaltensanpassungen aufgedeckt, die sich allein durch die Untersuchung fossiler Knochen nicht beobachten lassen.

Für Hauptautor Daniel Green ist eine der wichtigsten Erkenntnisse, wie viele Informationen über Millionen von Jahren sicher im Zahnmineral gespeichert werden können: „Dies sind die härtesten Strukturen unseres Körpers, und wir wissen bereits, dass sie detaillierte chemische Aufzeichnungen des Klimas, der Umwelt und des Verhaltens in der Antike enthalten. Diese Ergebnisse zeigen, dass sie auch molekulare Aufzeichnungen evolutionärer Prozesse bewahren.“

Für die Zahnmedizin bedeutet das: Zahnschmelz speichert über Millionen Jahre hinweg wertvolle geochemische und molekulare Informationen. Diese Technik könnte künftig helfen, die Entwicklung und Lebensweise alter Organismen detaillierter zu verstehen – und zeigt zugleich, wie stabil und aussagekräftig Zahngewebe für wissenschaftliche Untersuchungen ist.