Das Geheimnis des Narwalstoßzahns ist entschlüsselt
Der spiralförmige Stoßzahn des Narwals gehört zu den ungewöhnlichsten Strukturen der Tierwelt. Er kann mehr als zwei Meter lang werden und wächst dennoch nahezu vollkommen gerade. Forschende haben nun erstmals bis in den Nanometerbereich untersucht, wie dieses erstaunliche Wachstum möglich ist. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.
Der vermeintliche Stoßzahn ist in Wirklichkeit ein stark verlängerter Eckzahn. Bei den meisten männlichen Narwalen wächst der linke Zahn durch die Oberlippe nach außen und bildet dabei die charakteristische linksgängige Spirale. Anders als die Stoßzähne von Elefanten oder Walrossen krümmt er sich jedoch kaum.
Um herauszufinden, warum, untersuchte ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Henrik Birkedal von der Universität Aarhus den Zahn mit modernen dreidimensionalen Röntgenverfahren. Dabei konnten die Wissenschaftler seine innere Architektur von den winzigen mineralisierten Kollagenfasern bis zur sichtbaren Spirale rekonstruieren.
Das Ergebnis überrascht: Im Narwalzahn wirken zwei entgegengesetzt gedrehte Strukturen zusammen. In der äußeren Schicht, dem sogenannten Zement, verlaufen die Kollagenfasern in einer linksgängigen Helix. Im darunterliegenden Dentin bilden sie dagegen eine rechtsgängige Struktur. Die meisten Fasern verlaufen dabei nahezu parallel zur Längsachse des Zahns.
Nach Ansicht der Forschenden entsteht dadurch eine Art mechanisches Gleichgewicht. Die gegensätzlichen Drehungen könnten verhindern, dass sich der Zahn während seines Wachstums krümmt. Gleichzeitig verleihen sie ihm Stabilität gegenüber Biege- und Drehkräften. Der Narwalstoßzahn gilt als einziger bekannter Stoßzahn in der Natur, der praktisch gerade wächst.
Narwalzähne wachsen während des gesamten Lebens. Ihre jährlichen Wachstumsschichten ähneln den Jahresringen eines Baumes und können Informationen über Alter und Lebensbedingungen der Tiere liefern. Untersuchungen zeigen zudem, dass sich chemische Eigenschaften der Zähne mit den Lebensräumen der Narwale rund um Grönland verbinden lassen.
Wozu die auffälligen Zähne ursprünglich entstanden sind, ist dagegen noch nicht abschließend geklärt. Vieles deutet auf eine Rolle bei der Partnerwahl und der sozialen Rangordnung männlicher Tiere hin. Beobachtet wurden Narwale aber auch beim spielerischen Einsatz ihrer Stoßzähne.
Die Entdeckung könnte sogar über die Narwalforschung hinaus Bedeutung haben. Die Kombination aus Härte, Flexibilität und gegensätzlichen Spiralstrukturen könnte künftig als Vorbild für neue, besonders widerstandsfähige Verbundmaterialien dienen.
Heiner Kubny, PolarJournal
