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DFG FOR 771

Project C3

Relating occlusal topography with masticatory efficiency

The interrelation between efficiency of tooth function and biomechanical characteristics of the nutrition is a key to the understanding of energy efficiency in the mammalian metabolism. The skope of project C3 is to connect the complex occlusal geometry with composition and biomechanical properties of food items and correlate those variables with the physiological performance of the animal.

The orientation of shearing crests, and many other complex geometrical characteristics of the occlusal surface are quantified using museum material and applying 3D GIS models of the dentition and functional characters are correlated with feeding types. Feeding experiments are further undertaken to quantify the effect of mastication and digestion to food particle dimension and shape and correlate those to biomechanical characteristics of the dietary substrate, of the occlusal topography and energy gain. This will allow to test phylogenetic hypothesis of functional optimization in the mammalian masticatory system.

German

Einfluss der Kauflächentopographie auf die Nahrungszerkleinerung

Thomas M. Kaiser & Karl-Heinz Südekum

Ivan Calandra & Juan Pablo Gailer

Es werden die Funktionsflächen (Occulosionsflächen) von Zähnen ausgewählter heriborer Säuge­tiere in einem vergleichenden, quantifizierenden Ansatz funktionelle charakterisiert. Das grundliegende Ziel ist die unmittelbare Verknüpfung zwischen den komplexen Geome­trien der Occulosionsflächen und dem Nahrungssubstrat vor und nach dem Kauakt und der Darmpassage. Scherkantenverläufe und zahlreiche andere komplexe geometrische Eigenschaften der Occulosionsflächen werden im GIS modell quantifiziert und in Parametern abgebildet. Vergleiche verschiedener Äsungstypen werden am Museumsmaterial vorgenom­men. Experimente zur Fütterungsumstellung und die anschließende Korrelation von Kotpartikelgeometrien mit Scherkantengeometrien haben zum Ziel, die occlusale Geometrien funktionelle mit physiologischen Leitungen der Tiere und biomechanischen Eigenschaften der Nahrungspflanzen zu verknüpfen. Die Ableitung von Modellen zur Evolution optimierter Kausysteme auf der Grundlage evolutiver Freiheitsgrade der Vorkonstruktion und der Abwand­lungsmöglichkeit funktionsrelevanter Strukturen bietet die Möglichkeit phylogene­ti­sche Hypothensen evolutionsökologisch zu untermauern.