2024-04-17 14:21:07
Eisenverbindungen in der äußeren Schicht des Zahnschmelzes machen Nagerzähne so hart, dass die Tiere Holz an- und durchknabbern können. Das haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung herausgefunden. Wie sie im Fachmagazin „ACS Nano“ berichten, erzeugen die Zellen, die den Zahnschmelz produzieren, sechs bis acht Nanometer breite Partikel von eisenspeichernden Proteinen, sogenannten Ferritinen.
Die Ferritine sind die Quelle für die Eisenionen im Nagetier-Zahnschmelz. Während der Zahnschmelz aushärtet, wandern die Eisenionen nämlich in dessen äußere Schicht. Dort besetzen sie Lücken in den Hydroxylapatit-Kristallen, aus denen der Zahnschmelz besteht, und machen das ohnehin harte Material noch härter. Die eisenhaltige Schicht ist bei Mäusen am dünnsten und bei Nutrias am dicksten.
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Widerstandfähige Mikrostruktur
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In der Mikrostruktur des äußeren Schneidezahnschicht sitzen Taschen, die nur Nanometer, also Milliardstelmeter, groß sind und eine mineralische Eisenverbindung enthalten. Diese Nanotaschen machen zwar nur zwei Prozent des Volumens der Struktur des Zahnschmelzes aus, führen aber dazu, dass er besonders beständig gegenüber Säuren ist.
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Für die intensive orange bis braune Farbe der Schneidezähne von Biber, Nutria und Co ist das Eisen allerdings nicht verantwortlich, anders als bisher angenommen. Vielmehr färbt eine dünne Schicht aus Aminosäuren und Mineralien die Zähne.
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Die Forscher sammelten die Schneidezähne von Nagetieren, die in unterschiedlichen Lebensräumen zu Hause sind, also von Bibern, Nutrias, Eichhörnchen, Ratten, Wühlmäusen und Mäusen. Um die Struktur der Zähne zu untersuchen, fertigten sie dünne Schnitte der verschiedenen Bereiche der Zähne an und untersuchten sie mit zwei bildgebenden Verfahren, mit Ionenstrahltomographie und Rasterelektronenmikroskopie.
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