Narwal-Stoßzähne haben eine verborgene Wendung: Wissenschaft erklärt endlich das Geheimnis des Einhornhorns

Narwale, die sogenannten Einhörner des Meeres, sind lange missverstanden worden. Mittelalterliche Europäer hielten ihre spiralförmigen Stoßzähne für echte Einhornhörner mit magischen Heilkräften. Diese Idee wurde widerlegt, aber die Stoßzähne bleiben beliebte Souvenirs in Kanada und Grönland, und Wissenschaftler sind immer noch von ihrer seltsamen Struktur fasziniert. Jetzt zeigt eine neue Studie in Nature Communications, dass der Stoßzahn nicht nur eine Spirale ist – er ist eine Doppelhelix, mit einer zweiten inneren Spirale, die in die entgegengesetzte Richtung verläuft.

Die Inuit-Legende besagt, dass eine Frau, die von einem Harpunenseil ins Meer gezogen wurde, zum ersten Narwal wurde, wobei sich ihr gedrehtes Haar in den spiralförmigen Stoßzahn verwandelte. Die Realität ist etwas weniger mythisch: Der Stoßzahn ist ein Eckzahn im linken Oberkiefer männlicher Narwale, der durch die Lippe stößt, wenn sie zwei oder drei Jahre alt sind, und bis zu 1,5–2 Meter (knapp 5 Fuß bis 9 Fuß 10 Zoll) wächst. Einige Männchen wachsen zwei Stoßzähne, andere keinen. Weibchen überspringen den Stoßzahn normalerweise ganz, und wenn sie einen wachsen lassen, ist er kleiner mit weniger Spiralen – aber sie überleben die Männchen, was darauf hindeutet, dass der Stoßzahn mehr mit sozialem Status als mit Überleben zu tun hat.

Wissenschaftler haben beobachtet, wie Narwale ihre Stoßzähne benutzen, um kleine arktische Kabeljau zu betäuben, und ein paar unglückliche Narwale wurden mit in ihren Körper eingebetteten Stoßzähnen gefunden, was auf mögliche Kämpfe hindeutet. Die Stoßzähne enthalten auch mehrere Millionen Nervenenden, die es Narwalen ermöglichen könnten, Temperatur- oder Salzgehaltsänderungen im Wasser zu spüren. Aber die innere Struktur des Stoßzahns war ein Rätsel – bis jetzt.

Der Stoßzahn besteht aus Dentin, das von einer dünnen Schicht Zement bedeckt ist, umgeben von einer zentralen Pulpahöhle. Beide Schichten bestehen aus mikroskopischen Kollagenfibrillen, die mit Hydroxyapatit-Nanopartikeln mineralisiert sind. Die makroskopische Spiralform entsteht aus der Organisation dieser Fibrillen, aber niemand hatte das Innere in 3D auf atomarer, Nano- und Makroebene kartiert. Also untersuchten Forscher zwei männliche Narwal-Stoßzahn- und Schädelproben mit einer Kombination fortschrittlicher Techniken: Röntgen-Computertomographie, Röntgenbeugung mit Rasterabtastung, Röntgenkleinwinkelstreuung mit Rasterabtastung, Tensor-Tomographie und Doppelbrechungsmikroskopie. Dafür mussten sie Zeit an drei großen Synchrotrons in Schweden, der Schweiz und Frankreich buchen. Sie führten auch Standardmessungen und mechanische Drei-Punkt-Biegeversuche durch.

Die Ergebnisse: Kollagenfibrillen und Hydroxyapatit-Nanopartikel richten sich entlang der Längsachse des Stoßzahns aus, wodurch ein hoher Grad an Anisotropie auf allen Skalen entsteht. Aber winzige systematische Abweichungen in kleinen Winkeln erzeugen die verdrehte Struktur. Das Zement bildet die bekannte linkshändige Helix, während das Dentin eine rechtshändige Helix bildet. Dieses Doppelhelix-Design verleiht dem Stoßzahn seine bemerkenswerte Steifigkeit und Festigkeit, sodass er Biegung und Verdrehung standhält, ohne zu brechen. Es ermöglicht dem Stoßzahn auch, gerade zu wachsen, im Gegensatz zu einem gebogenen Elefantenstoßzahn. Das Team entdeckte auch eine feinere Mikrostruktur im Zement – radial nach außen strahlende Kollagenfaserbündel – die sie weiter untersuchen wollen.

„Da Wale bis zu 80 Jahre alt werden können, bilden ihre Zähne eine Art historisches Archiv der sich ändernden Umweltbedingungen im Laufe des Lebens des Tieres“, sagte Co-Autor Henrik Birkedal von der Universität Aarhus in Dänemark. „Und da der Nordatlantik derzeit sehr schnellen Veränderungen unterliegt, liegt es nahe zu untersuchen, ob wir diese Veränderungen im Hartgewebe des Narwal-Stoßzahns nachverfolgen können. Daran arbeiten wir jetzt.“

Die Studie wurde in Nature Communications mit der DOI: 10.1038/s41467-026-75689-z veröffentlicht. Wenn Sie also das nächste Mal einen Narwal-Stoßzahn sehen, denken Sie daran: Er ist nicht magisch, aber immer noch ziemlich beeindruckend – ein biologisches Wunder mit einer Wendung (na ja, zwei).