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  • Vergleichende computergestützte

    funktionsmorphologische Analyse an Molaren

    cercopithecoider Primaten.

    Inauguraldissertation

    zur Erlangung des Akademischen Grades

    eines Dr. phil.,

    vorgelegt dem Fachbereich 02 - Sozialwissenschaften, Medien und Sport

    der Johannes Gutenberg-Universität

    Mainz

    von Lilian Ulhaas aus Osnabrück

    Mainz 2006

  • Tag des Prüfungskolloquiums: 11. Mai 2007

  • Inhaltsverzeichnis

    1 Einleitung 1 1.1 Fragestellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    2 Grundlagen I: Cercopithecoidea 5 2.1 Cercopithecinae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Colobinae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Evolution der Cercopithecoidea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.4 Anpassungen der Cercopithecoidea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    2.4.1 Körpergröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.4.2 Verdauungsapparat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    3 Grundlagen II: Zähne und Mastikation 12 3.1 Evolution und Bau des Primatengebisses . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2 Funktionelle Zahnmorphologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

    3.2.1 Dreidimensionale Analysetechniken . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.3 Zahnabrasion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    3.3.1 Dentale Mikroabrasion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3.2 Facetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    3.4 Mastikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.1 Okklusaler Kompass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

    4 Material 31 4.1 Untersuchte Arten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

    4.1.1 Cercopithecinae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.1.2 Colobinae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

    4.2 Ausgewählte Individuen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3 Untersuchte Zähne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

    5 Methodik 45 5.1 Computerbasierte Datengewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    5.1.1 Scanningverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.1.2 Ausgewähltes System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

    5.2 Datenaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2.1 Qualitative Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.2.2 Datenverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.2.3 Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.2.4 Protokoll der Datenaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.2.5 Statistische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

    6 Ergebnisse 66 6.1 Qualitative Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.2 Statistische Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6.3 Analyse der Stereoplots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

    i

  • 7 Diskussion 107 7.1 Interpretation der qualitativen und statistischen Analyse . . . . . . . 107 7.2 Rekonstruktion der Mastikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7.3 Zahnschmelzdicke und Zahnabrasion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 7.4 Rekonstruktion der Ernährungsweise fossiler Arten . . . . . . . . . . 127 7.5 Möglichkeiten und Grenzen der dreidimensionalen Analyse . . . . . . 130

    8 Fazit und Ausblick 132

    9 Literatur 137

    A Ergebnisse der statistischen Berechnungen I A.1 Deskriptive Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I A.2 Test auf Normalverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXV A.3 t-Test: Mittelwertvergleich zwischen den Unterfamilien . . . . . . . . XXXV A.4 ANOVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXXIX A.5 Faktorenanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XLIX

    A.5.1 Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XLIX A.5.2 Diagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LIV

    A.6 Diskriminanzanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LVIII A.7 t-Test: Mittelwertvergleich zwischen lingualen und bukkalen Maßen . LXVII A.8 Streudiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LXXII

    B Stereonet-Diagramme LXXVIII

    ii

  • Abbildungsverzeichnis

    1 Facetten nach Maier (1977a) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2 Facetten nach Kay (1978) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 Facetten nach Janis (1984) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4 Okklusaler Kompass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5 Verbreitung von C. aethiops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 6 Verbreitung von C. nictitans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7 Verbreitung von C. l’hoesti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 8 Verbreitung von P. badius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9 Verbreitung von P. verus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 10 Techniken zur dreidimensionalen Digitalisierung von Objekten . . . . 46 11 Verwendetes Scanningsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 12 Bearbeiten des Scans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 13 Schließen der Seiten im Zahnmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 14 Referenzebene und Okklusalbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 15 Facettenmarkierung am Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 16 Zusammengefasste Facettenareale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 17 Die Maße strike und dip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 18 Prinzip des Stereonet-Diagramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 19 Falschfarbenbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 20 Streudiagramme der Hauptkomponenten, M1 . . . . . . . . . . . . . . 83 21 Streudiagramme der Hauptkomponenten, M2 . . . . . . . . . . . . . . 84 22 Streudiagramme der Hauptkomponenten, M2 . . . . . . . . . . . . . . 85 23 Streudiagramme der Reliefindices der Okklusalflächen . . . . . . . . . 94 24 Streudiagramme der Höckerwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 25 Stereoplots der Durchschnittswerte von Strike und Dip, C. aethiops . 102 26 Stereoplots der Durchschnittswerte von Strike und Dip, C. nictitans . 103 27 Stereoplots der Durchschnittswerte von Strike und Dip, C. l’hoesti . . 104 28 Stereoplots der Durchschnittswerte von Strike und Dip, P. badius . . 105 29 Stereoplots der Durchschnittswerte von Strike und Dip, P. verus . . . 106 30 Schematische Molarenmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 31 Striationen auf Facetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 32 Okklusaler Kompass bei Cercopithecinen und Colobinen . . . . . . . 125 33 Molaren von C. williamsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 34 PCA Streudiagramme, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LV 35 PCA Streudiagramme, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LVI 36 PCA Streudiagramme, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LVII 37 Streudiagramme der Reliefindices der Einzelhöcker, M1 . . . . . . . . LXXII 38 Streudiagramme der Reliefindices der Einzelhöcker, M2 . . . . . . . . LXXIII 39 Streudiagramme der Reliefindices der Einzelhöcker, M2 . . . . . . . . LXXIV 40 Streudiagramme der relativen Höckerhöhen, M1 . . . . . . . . . . . . LXXV 41 Streudiagramme der relativen Höckerhöhen, M2 . . . . . . . . . . . . LXXVI 42 Streudiagramme der relativen Höckerhöhen, M2 . . . . . . . . . . . . LXXVII

    iii

  • Tabellenverzeichnis

    1 Ausgewählte Arten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2 Ernährung der Arten im Jahresdurchschnitt . . . . . . . . . . . . . . 42 3 Untersuchte Zähne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4 Mittelwertvergleich zwischen den Arten, M1 . . . . . . . . . . . . . . 76 5 Mittelwertvergleich zwischen den Arten, M2 . . . . . . . . . . . . . . 79 6 Mittelwertvergleich zwischen den Arten, M2 . . . . . . . . . . . . . . 80 7 Forts. Mittelwertvergleich zwischen den Arten, M2 . . . . . . . . . . . 81 8 Deskriptive Statistik gesamte Stichprobe, M1 . . . . . . . . . . . . . . I 9 Deskriptive Statistik Cercopithecinae, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . II 10 Deskriptive Statistik Colobinae, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III 11 Deskriptive Statistik C. aethiops, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV 12 Deskriptive Statistik C. nictitans, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . V 13 Deskriptive Statistik C. l’hoesti, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI 14 Deskriptive Statistik P. badius, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII 15 Deskriptive Statistik P. verus, M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII 16 Deskriptive Statistik gesamte Stichprobe, M2 . . . . . . . . . . . . . . IX 17 Deskriptive Statistik Cercopithecinae, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . X 18 Deskriptive Statistik Colobinae, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI 19 Deskriptive Statistik C. aethiops, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . XII 20 Deskriptive Statistik C. nictitans, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII 21 Deskriptive Statistik C. l’hoesti, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIV 22 Deskriptive Statistik P. badius, M2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV 23 Deskriptive Statistik P. verus, M2 . . . . . . . .