NGV-Geonieuws 157 artikel 1010

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Februari 2009, jaargang 11 nr. 2 artikel 1010

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 157! Op de huidige pagina is alleen artikel 1010 te lezen.

<< Vorig artikel: 1009 | Volgend artikel: 1011 >>

1010 Kauwen van voedsel bij Australopithecus africanus.
Auteur: drs. Bram van den Berkmortel

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Het biologische mechanisme voor de manier van eten bij Hominini, een tak van de Homininae, waaronder de mensen (Homo) en twee Chimpansees (Pan) vallen, heeft een grote rol gespeeld bij de evolutie van de botstructuur van het gezicht. Afrikaanse Hominini zoals Australopithecus en Paranthropus hebben grote kiezen (premolaren en molaren) met dik glazuur, grote robuuste kaken met duidelijke aanhechtingsplaatsen voor de kauwspieren en benige versteviging van het gezicht. De ontwikkeling van een grotere tandkroon (het gedeelte van de tand boven de wortel) bij de premolaar is belangrijk voor de eetgewoontes omdat deze meer druk op de premolaar suggereert. In theorie zou door de grotere druk op de premolaar, het eten van klein hard voedsel of het kauwen van grote hoeveelheden, waarbij veel tanden tegelijk worden gebruikt, tot de eetgewoontes van vroege Hominini kunnen behoren.


Replica van een Australopithecus africanus schedel.
Bron: Wikipedia

Om deze theorie te testen maakten onderzoekers gebruik van Finite Element Analysis (FEA). Dit is een methode die in de techniek wordt gebruikt om uit te zoeken hoe complexe structuren reageren op druk van buitenaf. Voor het onderzoek werd een digitaal model gemaakt van Australopithecus africanus (een mensachtige) en van Macaca fascicularis (een makaak). Tijdens de analyse werden verschillende kauwsituaties gesimuleerd. Er werden analyses uitgevoerd waarbij het punt van bijten lag bij de molaren, daarna bij de premolaren en tot slot wanneer alle kiezen werden gebruikt. Voor de analyses werd de spierkracht van twee verschillende vormen van bijten gesimuleerd. Één beet stelde de spierkracht van een beet in zacht fruit voor (‘normale’ beet) en de andere beet stelde de spierkracht van een beet op een hard voorwerp, zoals een nootje, voor (‘maximale’ beet).


Verspreiding van energie in finite element analyses van M. fascicularis (A, C, E) en A. africanus (B, D, F). Simulatie van ‘maximale beet op de molaren alleen (A en B), op alle kiezen (C en D) en op alleen de premolaren (E en F)
Bron: artikel

De resultaten laten verschillende kleurrijke plaatjes zijn van de schedels van A. africanus en M. fascicularis. De blauwe kleur stelt lage tot geen druk voor, de rode kleur grote druk. Er zat weinig verschil in de verspreiding van de druk tijdens ‘normale’ dan wel ‘maximale’ beet. Enig verschil was de grootte van de druk. Uit verdere analyse blijkt dat er geen verschil is tussen een beet met het bijtpunt op de molaren en een beet die alle kiezen gebruikt. Doordat er weinig verschil is, is het niet aannemelijk dat het kauwen van grote hoeveelheden voedsel in een keer heeft geleid tot de ontwikkeling van een verstevigd gezichtsskelet. Daarnaast kwamen de resultaten overeen met de veronderstelling dat het gezicht van A. africanus voor een deel een aanpassing is op het regelmatige gebruik van de premolaren bij het bijten.


Druk in de modellen tijdens maximale premolaar beet. Maximale druk (A en B) stelt spanning voor.
Minimale druk (C en D) stelt samendrukken voor.
Bron: artikel

Als het gezicht van A. africanus zich heeft ontwikkeld om druk op de premolaren op te kunnen vangen, wat voor gevolgen had dit dan voor het dieet van A. africanus? Het onderzoek naar de druk op het gezicht van A. africanus suggereert dat A. zijn premolaren kon gebruiken om harde noten en zaden open te breken, om vervolgens de zachte binnenkant van de noot met de gewone kiezen te kauwen. Omdat premolaren verder naar voren in de mond liggen dan molaren, kunnen premolaren gebruikt zijn voor het kauwen van groter hard voedsel. Dit wordt ook ondersteund door geen slijtage op de molaren. Grote harde noten en zaden zijn misschien niet het hoofdvoedsel geweest in het dieet van A., maar het kunnen eten van zulk voedsel had wel een voordeel in tijden van schaarste.

Referenties:
  • Strait, D. S., Weber, G.W., Neubauer, S., Chalk, J., Richmond, B.G., Lucas, P.W., Spencer, M.A., Schrein, C., Dechoe, P.C., Ross, C.F., Grosse, I.R., Wright. B.W., Constantino, P., Wood, B.A., Lawn, B., Hylander, W.L., Wang, Q., Byron, C., Slice, D.E., Smith, A.L., 2009, The feeding biomechanics and dietary ecology of Australopithecus africanus. Proceedings of the National Academy of the United States of America, 106 (7), 2124 – 2129


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl