Nilpferde mögen zwar furchterregende Kämpfer sein, aber ihre großen Zähne machen sie zu furchtbaren Kauern.

Hippos sind schlecht im Kauen, und ihre riesigen Stoßzähne und Schneidezähne sind schuld daran.

Diese einschüchternden Zahnmerkmale werden von Hippos teilweise genutzt, um sich selbst und ihr Territorium zu schützen. Aber einige der knorpligen Zähne verhaken sich oder behindern Kieferbewegungen, was es Hippos verhindert, mit der seitlichen Schleiftechnik effizient zu kauen, die andere Pflanzenfresser nutzen, berichten Forscher am 4. Oktober in PLOS ONE.

Pflanzenfressende Säugetiere nutzen normalerweise die breiten Zähne nahe den Seiten ihres Mundes, um faserige Vegetation zu zerkleinern und zu zerreißen, bevor sie sie schlucken. Da ihr Verdauungsprozess die Größe der Nahrungspartikel kaum reduziert, kann man die Kaugeffizienz durch Betrachten ihres Kots abschätzen.

Im Jahr 2009 verglichen der Tierarzt Marcus Clauss von der Universität Zürich und seine Kollegen die Größe der Kotpartikel bei fast 200 Säugetierarten. Sie stellten fest, dass Hippos unter den Pflanzenfressern die wenigsten effektiven Kauer waren. Jahre später fragte er sich zusammen mit seiner Kollegin Annika Avedik, ob die enormen Stoßzähne von Hippos der Grund für ihr geringes Kauen waren.

Einige Pflanzenfresser wie Hirsche und Rinder haben während der Evolution einige ihrer vorderen Schneidezähne verloren, möglicherweise weil sie das Kauen behinderten. Afrikanische Nashörner haben sie komplett verloren. "Hippos sind ein Fallbeispiel für ein Taxon, das sie nicht verloren hat", sagt Clauss.

Die Forscher analysierten Videos von gewöhnlichen Flusspferden (Hippopotamus amphibius) und Zwergflusspferden (Choeropsis liberiensis) beim Fressen und verfolgten genau, wie sich die Zähne bewegten, während sich die Kiefer bewegten. Das Team maß auch physische Merkmale von 86 gewöhnlichen Flusspferden und 21 Zwergflusspferden in Museumssammlungen, einschließlich des Abstands und der Anordnung der Zähne, und testete den seitlichen Kieferbereich dieser Schädel und maß Stellen, an denen sich die Zähne aneinander abnutzten.

Clauss hatte ursprünglich gedacht, dass die riesigen Stoßzähne der gewöhnlichen Flusspferde, die modifizierte Eckzähne sind, das richtige seitliche Kauen der Tiere verhindern würden. "Junge, lag ich falsch", sagt er.

Stattdessen fand das Team heraus, dass sich die oberen und unteren Reihen lang, speerartiger Schneidezähne der gewöhnlichen Flusspferde kreuzen und ineinandergreifen, wenn sich der Unterkiefer schließt und die hinteren Zähne auf Auf- und Abbewegungen beschränkt werden. Die Pflanzenfresser versuchen dennoch, einige seitliche Bewegungen des Kiefers, sagt Clauss, was sich durch Abnutzungsspuren an den Seiten der Schneidezähne zeigt.

Die Schneidezähne der Zwergflusspferde greifen nicht ineinander, aber ihre Stoßzähne stoßen gegen die Schnauze, was nur eine begrenzte seitliche Bewegung ermöglicht. Abnutzungsmuster zeigen, dass sich die Schneidezähne beim Kauen aneinander vorbeibewegen.

Weil Zwergflusspferde beim Kauen einige seitliche Kieferbewegungen zeigen, deutet dies darauf hin, dass "laterales Schleifkauen etwas ist, das [Hippos] früher getan haben und das sie irgendwo auf dem Weg verloren haben", sagt Clauss.

Hippos nutzen ihre starren Kiefer, weite Maulöffnungen und scharfe, robuste Stoßzähne und Schneidezähne jetzt teilweise, um gegen andere Hippos um Territorium und Paarungspartner zu kämpfen und sich gegen Raubtiere zu verteidigen. Aber der potenzielle Wechsel zu weniger effizientem Kauen könnte Konsequenzen mit sich gebracht haben. Da Hippos Nahrung nicht in sehr kleine Stücke zerkleinern können, dauert es länger, bis sie verdaut wird, sagt Clauss.

"Wenn die Nahrung länger im Darm bleiben muss, bedeutet das, dass man nicht schnell mehr essen kann. Daher sind Hippos im Vergleich zu anderen Säugetier-Pflanzenfressern durch relativ geringe Nahrungsaufnahme gekennzeichnet", erklärt er.

Ihre vergleichsweise geringe Nahrungsaufnahme könnte Hippos gegenüber anderen effizienter kauenden Wiederkäuern wie Antilopen wettbewerbsmäßig benachteiligen. Eine Unfähigkeit, mit vollständig landlebenden Arten um ausreichend Nahrung zu konkurrieren, könnte Hippos an die afrikanischen Wasserwege binden, die die semiaquatischen Tiere ihr Zuhause nennen.

Die Studie ist "eine wirklich gute Erinnerung an die Komplexität von Organismen und dass anatomische Teile wie Zähne, wenn sie isoliert betrachtet werden, nicht das ganze Bild erklären können", sagt die vergleichende Biomechanikerin Susan Williams von der Ohio University in Athen.

Die Untersuchung fossiler Vorfahren der Flusspferde könnte zeigen, ob und wann die seitliche Kieferbewegung der Hippos beim Kauen aufgehört hat und so das Verständnis der evolutionären Geschichte der Tiere abrunden. Junge Flusspferde haben auch noch keine ausreichend großen Schneidezähne, um miteinander zu verriegeln, daher ist Clauss gespannt, ob diese Jungtiere vorübergehend seitliches Kauen praktizieren.

Unsere Mission ist es, der Öffentlichkeit genaue und ansprechende wissenschaftliche Nachrichten zu liefern. Diese Mission war noch nie so wichtig wie heute.

Als gemeinnützige Nachrichtenorganisation können wir das nicht ohne Sie tun.

Ihre Unterstützung ermöglicht es uns, unsere Inhalte frei und zugänglich für die nächste Generation von Wissenschaftlern und Ingenieuren zu halten. Investieren Sie noch heute in qualitativ hochwertigen Wissenschaftsjournalismus durch eine Spende.