17.8 – Az állkapocsízület átalakulása a hüllőktől az emlősökig – Der Umbau des Kiefergelenks von den Reptilien zu den Säugern
1. Az egész gerinces evolúció egyik legjobban dokumentált átalakulása az állkapocsízület átépülése, amely a hüllőktől az emlősökig vezető úton ment végbe. – Eine der am besten belegten Umgestaltungen der gesamten Wirbeltierevolution ist der Umbau des Kiefergelenks, der sich auf dem Weg von den Reptilien zu den Säugern vollzog.
2. Ennek során nemcsak maga az ízület helyeződött át, hanem két korábbi állkapocscsont teljesen új feladatot kapott, és a középfül hallócsontocskájává vált. – Dabei wurde nicht nur das Gelenk selbst verlagert, sondern zwei ehemalige Kieferknochen erhielten eine völlig neue Aufgabe und wurden zu Gehörknöchelchen des Mittelohrs.
3. E folyamat kivételes jelentőségét az adja, hogy az összehasonlító anatómia, az őslénytan és a fejlődéstan egymástól függetlenül, mégis egybehangzóan igazolja. – Die außergewöhnliche Bedeutung dieses Vorgangs liegt darin, dass ihn die vergleichende Anatomie, die Paläontologie und die Entwicklungslehre unabhängig voneinander und dennoch übereinstimmend belegen.
4. Az átépülés szemléletesen mutatja, hogy az evolúció nem új szerveket tervez, hanem a meglévő elemeket alakítja át és ruházza fel más működéssel. – Der Umbau zeigt anschaulich, dass die Evolution keine neuen Organe entwirft, sondern die vorhandenen Elemente umgestaltet und mit einer anderen Funktion versieht.
5. Ezért az állkapocsízület története a homológia és a működésváltás egyik legmeggyőzőbb tankönyvi példája. – Deshalb ist die Geschichte des Kiefergelenks eines der überzeugendsten Lehrbuchbeispiele für Homologie und Funktionswechsel.
6. A hüllők alsó állkapcsa nem egyetlen csontból, hanem több, egymáshoz kapcsolódó csontból épül fel. – Der Unterkiefer der Reptilien ist nicht aus einem einzigen Knochen, sondern aus mehreren miteinander verbundenen Knochen aufgebaut.
7. E csontok közül a fogakat viselő fogcsont (dentale) foglalja el az állkapocs elülső, nagyobbik részét. – Von diesen Knochen nimmt das zahntragende Zahnbein (Dentale) den vorderen, größeren Teil des Unterkiefers ein.
8. A fogcsont mögött több kisebb, úgynevezett fogcsont mögötti csont helyezkedik el, köztük az ízcsont (articulare) és a szögletcsont (angulare). – Hinter dem Zahnbein liegen mehrere kleinere, sogenannte postdentale Knochen, darunter das Gelenkbein (Articulare) und das Winkelbein (Angulare).
9. Az állkapocsízület a hüllőkben az állkapocs hátsó végén ülő ízcsont és a koponyaalaphoz tartozó négyszögcsont (quadratum) között jön létre. – Das Kiefergelenk entsteht bei den Reptilien zwischen dem am hinteren Ende des Unterkiefers sitzenden Gelenkbein und dem zur Schädelbasis gehörenden Quadratbein (Quadratum).
10. Ezt a négyszögcsont és az ízcsont alkotta kapcsolatot elsődleges állkapocsízületnek nevezzük, mert ez a gerincesek ősi, öröklött ízülete. – Diese aus Quadratbein und Gelenkbein gebildete Verbindung nennt man das primäre Kiefergelenk, weil es das ursprüngliche, ererbte Gelenk der Wirbeltiere ist.
11. A hüllők hallása egyetlen középfülcsontocskán, a kengyelnek megfelelő oszlopocskán (columella) alapul. – Das Hören der Reptilien beruht auf einem einzigen Mittelohrknöchelchen, der dem Steigbügel entsprechenden Columella.
12. Ez az egyetlen csontocska a dobhártya rezgését közvetíti a belső fül felé, így a hangátvitel viszonylag egyszerű útvonalon halad. – Dieses einzige Knöchelchen überträgt die Schwingung des Trommelfells zum Innenohr, sodass die Schallübertragung auf einem verhältnismäßig einfachen Weg verläuft.
13. A hüllőkben tehát az állkapocs hátsó csontjai elsősorban mechanikai, ízületi feladatot látnak el, nem pedig hallási szerepet. – Bei den Reptilien erfüllen die hinteren Knochen des Unterkiefers somit vor allem eine mechanische, gelenkige Aufgabe und keine Hörfunktion.
14. Ugyanakkor e hátsó csontok a koponya azon területén fekszenek, amely a dobhártyához és a hangvezetéshez közel esik. – Zugleich liegen diese hinteren Knochen in demjenigen Bereich des Schädels, der dem Trommelfell und der Schallleitung nahe ist.
15. Éppen ez a szoros térbeli helyzet teremti meg a későbbi működésváltás anatómiai lehetőségét. – Gerade diese enge räumliche Lage schafft die anatomische Voraussetzung für den späteren Funktionswechsel.
16. Az ősi állapotban tehát a rágás és a hallás csontjai egymás közvetlen szomszédságában, de eltérő feladatkörben helyezkednek el. – Im ursprünglichen Zustand liegen die Knochen des Kauens und des Hörens somit in unmittelbarer Nachbarschaft, aber in verschiedenen Aufgabenbereichen.
17. Az emlősök alsó állkapcsa ezzel szemben egyetlen csontból, a megnagyobbodott fogcsontból áll, amely a teljes állkapcsot alkotja. – Der Unterkiefer der Säuger besteht demgegenüber aus einem einzigen Knochen, dem vergrößerten Zahnbein, das den gesamten Unterkiefer bildet.
18. Az állkapocsízület az emlősökben már nem a régi csontok között, hanem a fogcsont és a koponya pikkelycsontja (squamosum) között alakul ki. – Das Kiefergelenk entsteht bei den Säugern nicht mehr zwischen den alten Knochen, sondern zwischen dem Zahnbein und dem Schuppenbein (Squamosum) des Schädels.
19. Ezt a fogcsont és a pikkelycsont alkotta új kapcsolatot másodlagos állkapocsízületnek nevezzük, és ez felel meg az ember állkapocsízületének. – Diese neue, aus Zahnbein und Schuppenbein gebildete Verbindung nennt man das sekundäre Kiefergelenk, und es entspricht dem Kiefergelenk des Menschen.
20. A régi ízület csontjai eközben nem tűntek el, hanem a középfülbe kerülve a hallócsontocskák láncává rendeződtek. – Die Knochen des alten Gelenks verschwanden unterdessen nicht, sondern wanderten in das Mittelohr und ordneten sich dort zur Kette der Gehörknöchelchen.
21. Az emlős középfülében ezért nem egy, hanem három egymáshoz kapcsolódó csontocska található: a kalapács, az üllő és a kengyel. – Im Mittelohr der Säuger finden sich deshalb nicht ein, sondern drei miteinander verbundene Knöchelchen: der Hammer, der Amboss und der Steigbügel.
22. E három csontocska emelőszerű láncot alkot, amely a dobhártya rezgését fokozatosan viszi át a belső fül folyadékára. – Diese drei Knöchelchen bilden eine hebelartige Kette, welche die Schwingung des Trommelfells stufenweise auf die Flüssigkeit des Innenohrs überträgt.
23. A lánc a levegő és a folyadék eltérő ellenállása közötti átmenetet javítja, vagyis az úgynevezett impedancia-illesztést végzi. – Die Kette verbessert den Übergang zwischen dem unterschiedlichen Widerstand von Luft und Flüssigkeit, sie leistet also die sogenannte Impedanzanpassung.
24. Ennek köszönhetően az emlősök hallása érzékenyebbé vált, és különösen a magasabb hangtartományokban múlta felül a hüllők hallását. – Dadurch wurde das Hören der Säuger empfindlicher und übertraf das der Reptilien besonders in den höheren Tonbereichen.
25. Az emlős fej tehát egyszerre nyert erősebb, egyetlen csontból álló állkapcsot és finomabb, háromtagú hallóláncot. – Der Säugerkopf gewann somit zugleich einen kräftigeren, aus einem einzigen Knochen bestehenden Unterkiefer und eine feinere, dreigliedrige Hörkette.
26. A két állapotot összekötő átalakulás lényege az egyes csontok pontos megfeleltetésében ragadható meg. – Der Kern der Umgestaltung, die beide Zustände verbindet, lässt sich in der genauen Zuordnung der einzelnen Knochen fassen.
27. A hüllők ízcsontjából az emlősök kalapácsa, a négyszögcsontjából pedig az üllője lett. – Aus dem Gelenkbein der Reptilien wurde der Hammer der Säuger und aus ihrem Quadratbein der Amboss.
28. A hüllők szögletcsontja az emlősökben a dobhártyát tartó dobgyűrűvé (anulus tympanicus) alakult át. – Das Winkelbein der Reptilien wandelte sich bei den Säugern in den das Trommelfell tragenden Paukenring (Anulus tympanicus) um.
29. A kengyel a két csoportban egymás megfelelője, vagyis a hüllők oszlopocskája az emlősök kengyelének felel meg. – Der Steigbügel ist in beiden Gruppen dasselbe Element: die Columella der Reptilien entspricht dem Steigbügel der Säuger.
30. Ebből következik, hogy a régi, négyszögcsont és ízcsont közötti állkapocsízület az emlősökben az üllő és a kalapács közötti ízületté vált. – Daraus folgt, dass das alte, zwischen Quadratbein und Gelenkbein gelegene Kiefergelenk bei den Säugern zum Gelenk zwischen Amboss und Hammer wurde.
31. A rágás egykori főízülete tehát a hallás egyik belső kapcsolatává alakult, miközben szerkezete lényegében megőrződött. – Das einstige Hauptgelenk des Kauens wurde somit zu einer inneren Verbindung des Hörens, während seine Struktur im Wesentlichen erhalten blieb.
32. Azt, hogy ez az átmenet valóban lépésről lépésre ment végbe, az emlősszerű hüllők, elsősorban a cynodonták kihalt csoportjának leletei bizonyítják. – Dass dieser Übergang tatsächlich Schritt für Schritt erfolgte, belegen die Funde der säugerähnlichen Reptilien, vor allem der ausgestorbenen Gruppe der Cynodontier.
33. E köztes formák koponyáján egy időben két állkapocsízület is megfigyelhető, vagyis egyszerre volt jelen a régi és az új kapcsolat. – Am Schädel dieser Übergangsformen lassen sich gleichzeitig zwei Kiefergelenke beobachten, es waren also die alte und die neue Verbindung zugleich vorhanden.
34. Ez a kettős állkapocsízület a legfontosabb átmeneti állapot, mert megmutatja, hogyan vehette át fokozatosan az új ízület a régi feladatát. – Dieses doppelte Kiefergelenk ist der wichtigste Übergangszustand, weil es zeigt, wie das neue Gelenk die Aufgabe des alten allmählich übernehmen konnte.
35. Az átalakulás során a fogcsont hátrafelé megnagyobbodott, és nyúlványt fejlesztve elérte a pikkelycsontot, ezzel megteremtve az új ízületet. – Im Verlauf der Umgestaltung vergrößerte sich das Zahnbein nach hinten und erreichte, einen Fortsatz ausbildend, das Schuppenbein und schuf damit das neue Gelenk.
36. Ezzel párhuzamosan a fogcsont mögötti csontok fokozatosan zsugorodtak, és mechanikai terhelésük egyre inkább az új ízületre helyeződött át. – Gleichzeitig schrumpften die postdentalen Knochen allmählich, und ihre mechanische Belastung verlagerte sich zunehmend auf das neue Gelenk.
37. Amikor a régi csontok már nem hordozták az állkapocs terhét, felszabadultak eredeti feladatuk alól, és teljesen a hangátvitelre szakosodhattak. – Als die alten Knochen die Last des Unterkiefers nicht mehr trugen, wurden sie von ihrer ursprünglichen Aufgabe befreit und konnten sich vollständig auf die Schallübertragung spezialisieren.
38. A megkisebbedett, tehermentesült csontok végül a dobüreg belsejébe húzódtak, és ott a kalapács és az üllő végleges alakját öltötték. – Die verkleinerten, entlasteten Knochen zogen sich schließlich in das Innere der Paukenhöhle zurück und nahmen dort die endgültige Gestalt von Hammer und Amboss an.
39. Az evolúciós átalakulást feltűnő módon megismétli az emlős egyedfejlődése, amely a hallócsontocskákat ugyanabból a területből építi fel. – Die evolutionäre Umgestaltung wird auffällig von der Individualentwicklung der Säuger wiederholt, welche die Gehörknöchelchen aus demselben Bereich aufbaut.
40. Az emlősembrióban a kalapács és az üllő az első garatív porcából, az úgynevezett Meckel-porc tájékáról származik. – Im Säugerembryo stammen Hammer und Amboss aus dem Knorpel des ersten Schlundbogens, aus der Region des sogenannten Meckel-Knorpels.
41. Éppen ez az első garatív az a terület, amelyből a hüllőkben a négyszögcsont és az ízcsont, vagyis a régi állkapocsízület csontjai kialakulnak. – Gerade dieser erste Schlundbogen ist der Bereich, aus dem bei den Reptilien das Quadratbein und das Gelenkbein, also die Knochen des alten Kiefergelenks, hervorgehen.
42. A kengyel ezzel szemben a második garatívből, a Reichert-porc anyagából ered, ami megfelel ősi, önálló eredetének. – Der Steigbügel geht demgegenüber aus dem zweiten Schlundbogen, aus dem Material des Reichert-Knorpels, hervor, was seiner eigenständigen, ursprünglichen Herkunft entspricht.
43. E fejlődéstani megfeleléseket a tizenkilencedik században Karl Reichert, majd Ernst Gaupp ismerte fel, ezért az egész összefüggést Reichert–Gaupp-elméletnek nevezik. – Diese entwicklungsgeschichtlichen Entsprechungen erkannten im neunzehnten Jahrhundert Karl Reichert und später Ernst Gaupp, weshalb man den gesamten Zusammenhang die Reichert-Gaupp-Theorie nennt.
44. Az elmélet külön ereje, hogy az összehasonlító anatómia, az őslénytani leletek és az embriológia bizonyítékait egyetlen, egybehangzó képpé illeszti. – Die besondere Stärke der Theorie liegt darin, dass sie die Belege der vergleichenden Anatomie, der paläontologischen Funde und der Embryologie zu einem einzigen, übereinstimmenden Bild zusammenfügt.
45. Az egyedfejlődés itt nem őseinek felnőtt állapotát ismétli meg, hanem a közös fejlődési eredetet, az első garatív porcát őrzi meg és alakítja tovább. – Die Individualentwicklung wiederholt hier nicht den erwachsenen Zustand ihrer Vorfahren, sondern bewahrt den gemeinsamen entwicklungsgeschichtlichen Ursprung, den Knorpel des ersten Schlundbogens, und gestaltet ihn weiter.
46. Ez a helyesen értelmezett rekapituláció mintapéldája, amely a fejlődés közös örökségét, nem pedig egy elképzelt ősi felnőtt alakot tükröz. – Dies ist ein Musterbeispiel der richtig verstandenen Rekapitulation, die das gemeinsame Erbe der Entwicklung und nicht eine vorgestellte urtümliche Erwachsenengestalt widerspiegelt.
47. Az átalakulás azért mehetett végbe, mert a hátsó állkapocscsontok már a hüllőkben is részt vettek a rezgések vezetésében, így hallási szerepük fokozatosan erősödhetett. – Der Umbau konnte sich vollziehen, weil die hinteren Kieferknochen schon bei den Reptilien an der Leitung von Schwingungen beteiligt waren, sodass ihre Hörfunktion sich allmählich verstärken konnte.
48. A végeredmény kettős nyereség: az egyetlen, erős fogcsontból álló állkapocs hatékonyabb, pontosabb rágást, a háromtagú hallólánc pedig érzékenyebb hallást tett lehetővé. – Das Endergebnis ist ein doppelter Gewinn: der aus einem einzigen, kräftigen Zahnbein bestehende Unterkiefer ermöglichte ein wirksameres, genaueres Kauen, die dreigliedrige Hörkette ein empfindlicheres Hören.
49. E kettős előny szorosan összefügg az emlősök életmódjával, amelyben a hatékony táplálékfeldolgozás és a finom hallás egyaránt döntő jelentőségű. – Dieser doppelte Vorteil hängt eng mit der Lebensweise der Säuger zusammen, in der die wirksame Nahrungszerkleinerung und das feine Hören gleichermaßen von entscheidender Bedeutung sind.
50. Az állkapocsízület története így azt bizonyítja, hogy a csontok nem eltűntek, hanem áthelyeződtek és új feladatot kaptak, és e működésváltás nyomát az egyedfejlődés máig híven megőrzi. – Die Geschichte des Kiefergelenks beweist somit, dass die Knochen nicht verschwanden, sondern verlagert und mit einer neuen Aufgabe versehen wurden, und die Spur dieses Funktionswechsels bewahrt die Individualentwicklung bis heute getreu.
(aufklappen)magyar
1. Az egész gerinces evolúció egyik legjobban dokumentált átalakulása az állkapocsízület átépülése, amely a hüllőktől az emlősökig vezető úton ment végbe.
2. Ennek során nemcsak maga az ízület helyeződött át, hanem két korábbi állkapocscsont teljesen új feladatot kapott, és a középfül hallócsontocskájává vált.
3. E folyamat kivételes jelentőségét az adja, hogy az összehasonlító anatómia, az őslénytan és a fejlődéstan egymástól függetlenül, mégis egybehangzóan igazolja.
4. Az átépülés szemléletesen mutatja, hogy az evolúció nem új szerveket tervez, hanem a meglévő elemeket alakítja át és ruházza fel más működéssel.
5. Ezért az állkapocsízület története a homológia és a működésváltás egyik legmeggyőzőbb tankönyvi példája.
6. A hüllők alsó állkapcsa nem egyetlen csontból, hanem több, egymáshoz kapcsolódó csontból épül fel.
7. E csontok közül a fogakat viselő fogcsont (dentale) foglalja el az állkapocs elülső, nagyobbik részét.
8. A fogcsont mögött több kisebb, úgynevezett fogcsont mögötti csont helyezkedik el, köztük az ízcsont (articulare) és a szögletcsont (angulare).
9. Az állkapocsízület a hüllőkben az állkapocs hátsó végén ülő ízcsont és a koponyaalaphoz tartozó négyszögcsont (quadratum) között jön létre.
10. Ezt a négyszögcsont és az ízcsont alkotta kapcsolatot elsődleges állkapocsízületnek nevezzük, mert ez a gerincesek ősi, öröklött ízülete.
11. A hüllők hallása egyetlen középfülcsontocskán, a kengyelnek megfelelő oszlopocskán (columella) alapul.
12. Ez az egyetlen csontocska a dobhártya rezgését közvetíti a belső fül felé, így a hangátvitel viszonylag egyszerű útvonalon halad.
13. A hüllőkben tehát az állkapocs hátsó csontjai elsősorban mechanikai, ízületi feladatot látnak el, nem pedig hallási szerepet.
14. Ugyanakkor e hátsó csontok a koponya azon területén fekszenek, amely a dobhártyához és a hangvezetéshez közel esik.
15. Éppen ez a szoros térbeli helyzet teremti meg a későbbi működésváltás anatómiai lehetőségét.
16. Az ősi állapotban tehát a rágás és a hallás csontjai egymás közvetlen szomszédságában, de eltérő feladatkörben helyezkednek el.
17. Az emlősök alsó állkapcsa ezzel szemben egyetlen csontból, a megnagyobbodott fogcsontból áll, amely a teljes állkapcsot alkotja.
18. Az állkapocsízület az emlősökben már nem a régi csontok között, hanem a fogcsont és a koponya pikkelycsontja (squamosum) között alakul ki.
19. Ezt a fogcsont és a pikkelycsont alkotta új kapcsolatot másodlagos állkapocsízületnek nevezzük, és ez felel meg az ember állkapocsízületének.
20. A régi ízület csontjai eközben nem tűntek el, hanem a középfülbe kerülve a hallócsontocskák láncává rendeződtek.
21. Az emlős középfülében ezért nem egy, hanem három egymáshoz kapcsolódó csontocska található: a kalapács, az üllő és a kengyel.
22. E három csontocska emelőszerű láncot alkot, amely a dobhártya rezgését fokozatosan viszi át a belső fül folyadékára.
23. A lánc a levegő és a folyadék eltérő ellenállása közötti átmenetet javítja, vagyis az úgynevezett impedancia-illesztést végzi.
24. Ennek köszönhetően az emlősök hallása érzékenyebbé vált, és különösen a magasabb hangtartományokban múlta felül a hüllők hallását.
25. Az emlős fej tehát egyszerre nyert erősebb, egyetlen csontból álló állkapcsot és finomabb, háromtagú hallóláncot.
26. A két állapotot összekötő átalakulás lényege az egyes csontok pontos megfeleltetésében ragadható meg.
27. A hüllők ízcsontjából az emlősök kalapácsa, a négyszögcsontjából pedig az üllője lett.
28. A hüllők szögletcsontja az emlősökben a dobhártyát tartó dobgyűrűvé (anulus tympanicus) alakult át.
29. A kengyel a két csoportban egymás megfelelője, vagyis a hüllők oszlopocskája az emlősök kengyelének felel meg.
30. Ebből következik, hogy a régi, négyszögcsont és ízcsont közötti állkapocsízület az emlősökben az üllő és a kalapács közötti ízületté vált.
31. A rágás egykori főízülete tehát a hallás egyik belső kapcsolatává alakult, miközben szerkezete lényegében megőrződött.
32. Azt, hogy ez az átmenet valóban lépésről lépésre ment végbe, az emlősszerű hüllők, elsősorban a cynodonták kihalt csoportjának leletei bizonyítják.
33. E köztes formák koponyáján egy időben két állkapocsízület is megfigyelhető, vagyis egyszerre volt jelen a régi és az új kapcsolat.
34. Ez a kettős állkapocsízület a legfontosabb átmeneti állapot, mert megmutatja, hogyan vehette át fokozatosan az új ízület a régi feladatát.
35. Az átalakulás során a fogcsont hátrafelé megnagyobbodott, és nyúlványt fejlesztve elérte a pikkelycsontot, ezzel megteremtve az új ízületet.
36. Ezzel párhuzamosan a fogcsont mögötti csontok fokozatosan zsugorodtak, és mechanikai terhelésük egyre inkább az új ízületre helyeződött át.
37. Amikor a régi csontok már nem hordozták az állkapocs terhét, felszabadultak eredeti feladatuk alól, és teljesen a hangátvitelre szakosodhattak.
38. A megkisebbedett, tehermentesült csontok végül a dobüreg belsejébe húzódtak, és ott a kalapács és az üllő végleges alakját öltötték.
39. Az evolúciós átalakulást feltűnő módon megismétli az emlős egyedfejlődése, amely a hallócsontocskákat ugyanabból a területből építi fel.
40. Az emlősembrióban a kalapács és az üllő az első garatív porcából, az úgynevezett Meckel-porc tájékáról származik.
41. Éppen ez az első garatív az a terület, amelyből a hüllőkben a négyszögcsont és az ízcsont, vagyis a régi állkapocsízület csontjai kialakulnak.
42. A kengyel ezzel szemben a második garatívből, a Reichert-porc anyagából ered, ami megfelel ősi, önálló eredetének.
43. E fejlődéstani megfeleléseket a tizenkilencedik században Karl Reichert, majd Ernst Gaupp ismerte fel, ezért az egész összefüggést Reichert–Gaupp-elméletnek nevezik.
44. Az elmélet külön ereje, hogy az összehasonlító anatómia, az őslénytani leletek és az embriológia bizonyítékait egyetlen, egybehangzó képpé illeszti.
45. Az egyedfejlődés itt nem őseinek felnőtt állapotát ismétli meg, hanem a közös fejlődési eredetet, az első garatív porcát őrzi meg és alakítja tovább.
46. Ez a helyesen értelmezett rekapituláció mintapéldája, amely a fejlődés közös örökségét, nem pedig egy elképzelt ősi felnőtt alakot tükröz.
47. Az átalakulás azért mehetett végbe, mert a hátsó állkapocscsontok már a hüllőkben is részt vettek a rezgések vezetésében, így hallási szerepük fokozatosan erősödhetett.
48. A végeredmény kettős nyereség: az egyetlen, erős fogcsontból álló állkapocs hatékonyabb, pontosabb rágást, a háromtagú hallólánc pedig érzékenyebb hallást tett lehetővé.
49. E kettős előny szorosan összefügg az emlősök életmódjával, amelyben a hatékony táplálékfeldolgozás és a finom hallás egyaránt döntő jelentőségű.
50. Az állkapocsízület története így azt bizonyítja, hogy a csontok nem eltűntek, hanem áthelyeződtek és új feladatot kaptak, és e működésváltás nyomát az egyedfejlődés máig híven megőrzi.
(aufklappen)német
1. Eine der am besten belegten Umgestaltungen der gesamten Wirbeltierevolution ist der Umbau des Kiefergelenks, der sich auf dem Weg von den Reptilien zu den Säugern vollzog.
2. Dabei wurde nicht nur das Gelenk selbst verlagert, sondern zwei ehemalige Kieferknochen erhielten eine völlig neue Aufgabe und wurden zu Gehörknöchelchen des Mittelohrs.
3. Die außergewöhnliche Bedeutung dieses Vorgangs liegt darin, dass ihn die vergleichende Anatomie, die Paläontologie und die Entwicklungslehre unabhängig voneinander und dennoch übereinstimmend belegen.
4. Der Umbau zeigt anschaulich, dass die Evolution keine neuen Organe entwirft, sondern die vorhandenen Elemente umgestaltet und mit einer anderen Funktion versieht.
5. Deshalb ist die Geschichte des Kiefergelenks eines der überzeugendsten Lehrbuchbeispiele für Homologie und Funktionswechsel.
6. Der Unterkiefer der Reptilien ist nicht aus einem einzigen Knochen, sondern aus mehreren miteinander verbundenen Knochen aufgebaut.
7. Von diesen Knochen nimmt das zahntragende Zahnbein (Dentale) den vorderen, größeren Teil des Unterkiefers ein.
8. Hinter dem Zahnbein liegen mehrere kleinere, sogenannte postdentale Knochen, darunter das Gelenkbein (Articulare) und das Winkelbein (Angulare).
9. Das Kiefergelenk entsteht bei den Reptilien zwischen dem am hinteren Ende des Unterkiefers sitzenden Gelenkbein und dem zur Schädelbasis gehörenden Quadratbein (Quadratum).
10. Diese aus Quadratbein und Gelenkbein gebildete Verbindung nennt man das primäre Kiefergelenk, weil es das ursprüngliche, ererbte Gelenk der Wirbeltiere ist.
11. Das Hören der Reptilien beruht auf einem einzigen Mittelohrknöchelchen, der dem Steigbügel entsprechenden Columella.
12. Dieses einzige Knöchelchen überträgt die Schwingung des Trommelfells zum Innenohr, sodass die Schallübertragung auf einem verhältnismäßig einfachen Weg verläuft.
13. Bei den Reptilien erfüllen die hinteren Knochen des Unterkiefers somit vor allem eine mechanische, gelenkige Aufgabe und keine Hörfunktion.
14. Zugleich liegen diese hinteren Knochen in demjenigen Bereich des Schädels, der dem Trommelfell und der Schallleitung nahe ist.
15. Gerade diese enge räumliche Lage schafft die anatomische Voraussetzung für den späteren Funktionswechsel.
16. Im ursprünglichen Zustand liegen die Knochen des Kauens und des Hörens somit in unmittelbarer Nachbarschaft, aber in verschiedenen Aufgabenbereichen.
17. Der Unterkiefer der Säuger besteht demgegenüber aus einem einzigen Knochen, dem vergrößerten Zahnbein, das den gesamten Unterkiefer bildet.
18. Das Kiefergelenk entsteht bei den Säugern nicht mehr zwischen den alten Knochen, sondern zwischen dem Zahnbein und dem Schuppenbein (Squamosum) des Schädels.
19. Diese neue, aus Zahnbein und Schuppenbein gebildete Verbindung nennt man das sekundäre Kiefergelenk, und es entspricht dem Kiefergelenk des Menschen.
20. Die Knochen des alten Gelenks verschwanden unterdessen nicht, sondern wanderten in das Mittelohr und ordneten sich dort zur Kette der Gehörknöchelchen.
21. Im Mittelohr der Säuger finden sich deshalb nicht ein, sondern drei miteinander verbundene Knöchelchen: der Hammer, der Amboss und der Steigbügel.
22. Diese drei Knöchelchen bilden eine hebelartige Kette, welche die Schwingung des Trommelfells stufenweise auf die Flüssigkeit des Innenohrs überträgt.
23. Die Kette verbessert den Übergang zwischen dem unterschiedlichen Widerstand von Luft und Flüssigkeit, sie leistet also die sogenannte Impedanzanpassung.
24. Dadurch wurde das Hören der Säuger empfindlicher und übertraf das der Reptilien besonders in den höheren Tonbereichen.
25. Der Säugerkopf gewann somit zugleich einen kräftigeren, aus einem einzigen Knochen bestehenden Unterkiefer und eine feinere, dreigliedrige Hörkette.
26. Der Kern der Umgestaltung, die beide Zustände verbindet, lässt sich in der genauen Zuordnung der einzelnen Knochen fassen.
27. Aus dem Gelenkbein der Reptilien wurde der Hammer der Säuger und aus ihrem Quadratbein der Amboss.
28. Das Winkelbein der Reptilien wandelte sich bei den Säugern in den das Trommelfell tragenden Paukenring (Anulus tympanicus) um.
29. Der Steigbügel ist in beiden Gruppen dasselbe Element: die Columella der Reptilien entspricht dem Steigbügel der Säuger.
30. Daraus folgt, dass das alte, zwischen Quadratbein und Gelenkbein gelegene Kiefergelenk bei den Säugern zum Gelenk zwischen Amboss und Hammer wurde.
31. Das einstige Hauptgelenk des Kauens wurde somit zu einer inneren Verbindung des Hörens, während seine Struktur im Wesentlichen erhalten blieb.
32. Dass dieser Übergang tatsächlich Schritt für Schritt erfolgte, belegen die Funde der säugerähnlichen Reptilien, vor allem der ausgestorbenen Gruppe der Cynodontier.
33. Am Schädel dieser Übergangsformen lassen sich gleichzeitig zwei Kiefergelenke beobachten, es waren also die alte und die neue Verbindung zugleich vorhanden.
34. Dieses doppelte Kiefergelenk ist der wichtigste Übergangszustand, weil es zeigt, wie das neue Gelenk die Aufgabe des alten allmählich übernehmen konnte.
35. Im Verlauf der Umgestaltung vergrößerte sich das Zahnbein nach hinten und erreichte, einen Fortsatz ausbildend, das Schuppenbein und schuf damit das neue Gelenk.
36. Gleichzeitig schrumpften die postdentalen Knochen allmählich, und ihre mechanische Belastung verlagerte sich zunehmend auf das neue Gelenk.
37. Als die alten Knochen die Last des Unterkiefers nicht mehr trugen, wurden sie von ihrer ursprünglichen Aufgabe befreit und konnten sich vollständig auf die Schallübertragung spezialisieren.
38. Die verkleinerten, entlasteten Knochen zogen sich schließlich in das Innere der Paukenhöhle zurück und nahmen dort die endgültige Gestalt von Hammer und Amboss an.
39. Die evolutionäre Umgestaltung wird auffällig von der Individualentwicklung der Säuger wiederholt, welche die Gehörknöchelchen aus demselben Bereich aufbaut.
40. Im Säugerembryo stammen Hammer und Amboss aus dem Knorpel des ersten Schlundbogens, aus der Region des sogenannten Meckel-Knorpels.
41. Gerade dieser erste Schlundbogen ist der Bereich, aus dem bei den Reptilien das Quadratbein und das Gelenkbein, also die Knochen des alten Kiefergelenks, hervorgehen.
42. Der Steigbügel geht demgegenüber aus dem zweiten Schlundbogen, aus dem Material des Reichert-Knorpels, hervor, was seiner eigenständigen, ursprünglichen Herkunft entspricht.
43. Diese entwicklungsgeschichtlichen Entsprechungen erkannten im neunzehnten Jahrhundert Karl Reichert und später Ernst Gaupp, weshalb man den gesamten Zusammenhang die Reichert-Gaupp-Theorie nennt.
44. Die besondere Stärke der Theorie liegt darin, dass sie die Belege der vergleichenden Anatomie, der paläontologischen Funde und der Embryologie zu einem einzigen, übereinstimmenden Bild zusammenfügt.
45. Die Individualentwicklung wiederholt hier nicht den erwachsenen Zustand ihrer Vorfahren, sondern bewahrt den gemeinsamen entwicklungsgeschichtlichen Ursprung, den Knorpel des ersten Schlundbogens, und gestaltet ihn weiter.
46. Dies ist ein Musterbeispiel der richtig verstandenen Rekapitulation, die das gemeinsame Erbe der Entwicklung und nicht eine vorgestellte urtümliche Erwachsenengestalt widerspiegelt.
47. Der Umbau konnte sich vollziehen, weil die hinteren Kieferknochen schon bei den Reptilien an der Leitung von Schwingungen beteiligt waren, sodass ihre Hörfunktion sich allmählich verstärken konnte.
48. Das Endergebnis ist ein doppelter Gewinn: der aus einem einzigen, kräftigen Zahnbein bestehende Unterkiefer ermöglichte ein wirksameres, genaueres Kauen, die dreigliedrige Hörkette ein empfindlicheres Hören.
49. Dieser doppelte Vorteil hängt eng mit der Lebensweise der Säuger zusammen, in der die wirksame Nahrungszerkleinerung und das feine Hören gleichermaßen von entscheidender Bedeutung sind.
50. Die Geschichte des Kiefergelenks beweist somit, dass die Knochen nicht verschwanden, sondern verlagert und mit einer neuen Aufgabe versehen wurden, und die Spur dieses Funktionswechsels bewahrt die Individualentwicklung bis heute getreu.