Meister der Tarnung

Tiefsee-Drachenfische haben durchsichtige Zähne

Wissenschaftler fanden heraus, dass die Zähne von Drachenfischen unter Wasser nahezu durchsichtig sind. Grund dafür sind spezielle nanoskalige Strukturen, die die Lichtstreuung verringern.

Der Tiefsee-Drachenfisch ist ein kleiner, aber erfolgreicher Räuber. Ein Grund dafür: Er hat unter Wasser nahezu unsichtbare Zähne. Audrey Velasco-Hogan; INM Leibniz-Institut

Der Tiefsee-Drachenfisch (Aristostomias scintillans) ist ein kleiner, aber gefräßiger Räuber. Im Vergleich zu seiner geringen Körpergröße von etwa 15 Zentimetern besitzt er einen ausgeprägten Kiefer mit messerscharfen Zähnen. Der spezielle Öffnungs- und Schließmechanismus ermöglicht es dem Drachenfisch, seinen Kiefer stärker zu öffnen als ein herkömmlicher Kiefer ähnlicher Größe. Damit kann er Beute bis zu 50 Prozent seiner eigenen Größe aufnehmen.

Der Drachenfisch hat sich bestens an die Bedingungen in der Tiefsee angepasst. Er lebt durchschnittlich in 4.000 Metern Tiefe. Mit seinem dunkel-pigmentierten Körper verschwindet er nahezu völlig vor der Hintergrund-Dunkelheit. Zusätzlich fielen den Forschern die durchsichtigen Zähne auf, die sie jetzt erstmals analysierten.

Sie entdeckten, dass die schlanken und spitzen Fangzähne des Drachenfischs aus zwei homogenen konzentrischen Schichten bestehen, ähnlich wie beim Menschen Zahnschmelz und Dentin. Dabei sind in die amorphe Zahnschmelz-artige Schicht nanokristallinen Hydroxyapatit-Domänen von etwa 20 nm Korngröße eingebettet. Unter dieser Schicht befindet sich die Dentinschicht, in der die Forscher Nanostäbchen fanden, die aus Hydroxyapatit-überzogenen Kollagenfibrillen bestehen. Im Dentin fehlen außerdem die Dentinkanälchen.

Das Licht geht praktisch durch den Zahn hindurch

Dieser spezielle nanostrukturierte Aufbau führt dazu, dass die Rayleigh-Lichtstreuung massiv verringert wird. Das bedeutet, das Licht wird an den Zähnen nicht reflektiert und nur in geringem Maße gestreut. Es geht praktisch durch den Zahn hindurch. Damit verschwindet das dunkle Maul des Fisches fast vollständig vor dem dunklen Hintergrund der Tiefsee.

Anhand von Messungen der Lichtdurchlässigkeit (Transluzenz) in gefilterten Meerwasser kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die Zähne im blauen Bereich des Spektrums eine Durchlässigkeit von 38 Prozent aufwiesen, die im roten Bereich auf bis zu 73 Prozent anstieg. An der Luft sind die Brechungsindizes zwischen Zahnschmelz und Luft zu groß, so dass der Effekt nicht so signifikant ausfällt. Die Brechungsindizes von Zahnschmelz und Meerwasser liegen hingegen enger beieinander, so dass das einfallende Licht beim Übergang zwischen beiden Schichten nicht so sehr seitlich gebeugt wird.

Zudem können die Wissenschaftler eine Gradientenstruktur in der Mineralisierung des Zahn feststellen. So ist die Basis dicker und weniger mineralisiert, während die Spitze dünner und mineralisierter ist. Dies hat ebenfalls einen verstärkenden Effekt auf die Lichtdurchlässigkeit.

Audrey Velasco-Hogan, Dimitri D. Deheyn, Marcus Koch, Birgit Nothdurft, Eduard Arzt, Marc A. Meyers: On the Nature of the Transparent Teeth of the Deep-Sea Dragonfish, Aristostomias scintillans. DOI:https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.05.010; Published online 5. June 2019.

21127192091065209106620910672112720 2112721 2091069
preload image 1preload image 2preload image 3preload image 4preload image 5preload image 6preload image 7preload image 8preload image 9preload image 10preload image 11preload image 12preload image 13preload image 14preload image 15preload image 16preload image 17preload image 18preload image 19preload image 20preload image 21preload image 22preload image 23preload image 24preload image 25preload image 26preload image 27preload image 28preload image 29preload image 30preload image 31preload image 32preload image 33preload image 34preload image 35preload image 36preload image 37preload image 38preload image 39preload image 40preload image 41preload image 42preload image 43preload image 44preload image 45preload image 46preload image 47preload image 48preload image 49preload image 50preload image 51preload image 52preload image 53preload image 54preload image 55preload image 56preload image 57preload image 58preload image 59preload image 60preload image 61preload image 62preload Themeimage 0preload Themeimage 1preload Themeimage 2preload Themeimage 3preload Themeimage 4preload Themeimage 5preload Themeimage 6preload Themeimage 7preload Themeimage 8preload Themeimage 9preload Themeimage 10preload Themeimage 11preload Themeimage 12preload Themeimage 13preload Themeimage 14preload Themeimage 15preload Themeimage 16preload Themeimage 17preload Themeimage 18preload Themeimage 19preload Themeimage 20preload Themeimage 21preload Themeimage 22preload Themeimage 23preload Themeimage 24preload Themeimage 25preload Themeimage 26preload Themeimage 27preload Themeimage 28
Bitte bestätigen Sie
Nein
Ja
Information
Ok
loginform
Kommentarvorschau
Kommentarvorschau schliessen
Antwort abbrechen
Ihr Kommentar ist eine Antwort auf den folgenden Kommentar

Keine Kommentare