10 Gründe, warum Säugetiere ein Fell haben: Fellfunktionen und Bedeutung
Ein wichtiges Merkmal der Säugetiere ist das Fellkleid, welches aus verschiedenen Haartypen besteht. Die einzelnen Haare bestehen aus einem Protein, welches als Keratin bezeichnet wird und auch Bestandteil von Hufen, Fingernägeln und Hörnern ist. Das Fell der Säuger erfüllt 10 wichtige Funktionen, wobei die Regulierung der Körpertemperatur nur eine Aufgabe ist. Allerdings ist die Fähigkeit der Wärme- bzw. Thermoregulation an die Körpergröße der Tiere gekoppelt, weshalb Giganten der Urzeit – wie die Dinosaurier – kein Fell haben konnten.
Der Mensch, welcher ebenfalls ein Säugetier ist, besitzt weniger Fellbehaarung als alle anderen Säuger. Dieses verlor der Mensch allerdings nicht durch das Tragen von Kleidung. Denn schließlich vollzieht sich die Evolution einer Spezies nicht in paar tausend Jahren, sondern über einen weitaus längeren Zeitraum. Aber die Fellrückbildung des Menschen war wahrscheinlich nötig, da Urzeitmenschen eine besondere Jagd betrieben – bei der die Fellbehaarung gefährlich gewesen wäre.
Inhalt
Zusammensetzung des Fells bei Säugetieren
Ein Säugetierfell besteht aus zwei verschieden Haartypen: Unterfell und Deckhaar bzw. Deckfell.
Das Unterfell wird aus dem Wollhaar gebildet. Es hat einen hohen Keratingehalt und besitzt kein Haarmark, weshalb es sehr dünn und gekräuselt ist. Da die Wollhaare sehr dicht aneinander stehen, schützt es vor Kälte. Bei Menschen ist das Wollhaar deren Körperbehaarung, welche den Organismus vor Extremtemperaturen kaum schützt, aber mögliche Fremdstoffe vor dem Eindringen in den Körper abhält.
Das Deckhaar ist kräftiger und dicker als das Unterfell. Es ist der Hauptbestandteil des Fells und bestimmt die Fellfarbe des Säugetieres. Jedes Deckhaar ist umgeben von mehreren Wollharen und besteht ebenfalls aus Keratin.
Keratin als Hauptbestandteil des Säugetierfelles
Säugetierfell besteht hauptsächlich aus Keratin, einem Protein – welches nicht im Wasser löslich ist und über verschiedene Aminosäureketten eine Faserstruktur bildet. Diese Ketten sind durch Disulfidbrücken miteinander verbunden. Je mehr Kettenverbindungen existieren, desto härter wird das Protein. Aufgrund dieser Eigenschaften kann Keratin im weichen Unterfell, im härteren Deckhaar und als Hornsubstanz vorkommen
Wie bekamen Säugetiere ihr Fell
Während der Jurazeit, einer Periode der Erdgeschichte – welche etwa vor 201,2 Millionen Jahren begann und vor etwa 145 Millionen Jahren endetet- existierte ein Vorfahre der heutigen Säugetiere. Dieser ist bekannt unter dem Trivialnamen Biberschwanz bzw. wissenschaftlich als Castorocauda bezeichnet. Fossile Überreste der Biberschwänze fand man in China und konnte diese auf eine Zeit vor 165 Millionen Jahren zurückdatieren. Die ca. 42 cm langen Tiere, mit einem Gewicht bis zu 800 g, lebten hauptsächlich im Wasser und ähnelten in ihrem Erscheinungsbild den heutigen Bibern.
An den Fossilien ließen sich Überreste eines Fells erkennen. Dies setzte sich ebenfalls aus Deckhaaren und Unterfell zusammen und ähnelt somit den Fell heutiger Säugetiere. Der kleine Wuchs des Biberschwanzes ist nicht ungewöhnlich. Denn die ersten säugetierähnlichen Lebewesen waren recht klein und stellen das Gegenstück zu den riesigen Dinosauriern dar – denen sie hauptsächlich als Nahrung dienten.
In der Zeit, als die Dinosaurier die dominanten Lebensformen der Erde bildeten, versteckten sich die kleineren Vorfahren der heutigen Säugetiere. Die Luft war damals viel sauerstoffreicher als heute- weshalb Saurier so groß werden konnten. Doch die Größe hatte einen Preis. Denn der Körper, der Dinosaurier war weitreichend mit Luft gefüllt, um eine Thermoregulierung vollziehen zu können. Neben den Organen befanden sich Luftkammern, wo Atemluft gespeichert und vorrätig gehalten wurde. Somit hatten die Dinosaurier eine eigene Klimaanlage im Körper.
Anders als Säugetiere waren die Dinosaurier, genauso wie die heute lebende Reptilien, wechselwarme Tiere. Das bedeutet, dass sich die Körpertemperatur stets der Umgebung anpasst. Dies ist etwas unpraktisch, da die riesigen Dinos stets Sonnenlicht aufsuchen mussten, um sich aufzuwärmen und ihren Stoffwechsel anzukurbeln. Bewegung, Fortpflanzung und andere lebensnotwendigen Prozesse sind für wechselwarme Lebewesen immer temperaturabhängig. Gleichzeitig ist es für diese Megafauna auch praktisch, ja sogar notwendig, da die permanente Eigenregulierung der Körpertemperatur in einem riesigen Geschöpf enorme Ressourcen beansprucht.
Wäre der riesige Körper der Dinosaurier mit Fell überzogen gewesen, bestände entweder die permanente Gefahr einer Überhitzung oder die Wärmeregulierung hätte so viele Ressourcen beansprucht, dass die Giganten immer fressen müssten. Stattdessen ließen die Dinosaurier sich vom Sonnenlicht einfach aufwärmen und regulierten die eigene Körperwärme über die Atmung. Auch heute regulieren noch einige Lebewesen einen Teil ihrer Körpertemperatur über das Ein- und Ausatmen. Deshalb hecheln Hunde bei Hitze oder nach Bewegung. Denn dadurch lässt sich die eigene Körperwärme abkühlen.
Eine grundlegende neuere Variante der Wärmeregulierung bildet das Fell der Säugetiere, wodurch diese flexibler auf die Umgebungstemperatur reagieren konnten, als es die Dinosaurier vermochten. Denn Veränderungen im Klima sind für gleichwarme Lebewesen, besser zu ertragen. Mit dem fünften Massenaussterben am Ende der Kreidezeit starben auch die Dinosaurier aus. Die kleineren Säugetiere, welche bisher lediglich Futter für die Urzeitgiganten darstellen, rückten nun aus dem Schatten der Riesenechsen hervor und profitierten von ihrer konstanten Körpertemperatur, welche das Fell möglich machte.
Allerdings war klar, dass die Fähigkeit zur konstanten Körperwärme an die Größe des Tieres gekoppelt ist, welche eine Höchstgrenze nicht überschreiten darf. Die behaarten Säugetiere wurden dementsprechend kleiner. Nur die Wale, deren Vorfahren ebenfalls vierfüßige Tetrapoden waren, zogen sich wieder ins Meer zurück und verzichteten auf eine Fellbehaarung. Und so brachten die Meeressäuger mit dem Blauwal das größte Tier der Erdgeschichte hervor, welches selbst die Dinosaurier im Körpergröße und Eigengewicht übertrifft.
Funktionen und Aufgaben des Säugetierfells
Das Fell der Säuger hat verschiedene Funktionen, wie Kälteschutz, Tarnung oder der Kennzeichnung von Hierarchien.
Kälteschutz und Wärmespeicherung
Da Säugetiere gleichwarme Tiere sind, wird eine konstante Körpertemperatur im Organismus erhalten. Als Kälteschutz dient das Fell. Das Gegenstück zum Fell ist der Schweiß, welcher das Säugetier kühlen soll. Nimmt das Körpervolumen eines Säugetieres zu, besteht Überhitzungsgefahr bei den Tieren, insbesondere bei denen – welche in wärmeren Regionen leben. Denn das Abkühlen kostet ebenfalls Ressourcen und wird durch ein zu dichtes Fell erschwert. Nun müssen umso mehr Schweißdrüsen her, welche kühle Flüssigkeit absondern, die der drohenden Überhitzung entgegenwirken und die Körpertemperatur weiterhin konstant halten. Und deshalb bilden große Tiere – wie Elefanten, Nilpferde und Nashörner – kein echtes Haarkleid aus, sondern nur einzelne Haare.
Eisbären besitzen eine schwarze Haut, welche Wärme besonders gut speichert. Darüber befinden sich nicht weiße, sondern durchsichtige Fellhaare, welche innen hohl sind und zusätzlich Wärme speichern können. Aufgrund der Farblosigkeit des Eisbärfells wird kaum Sonnenenergie reflektiert bzw. zurückgeworfen. Dadurch kann die absorbierte Wärmeenergie in den hohlen Fellhaaren ohne große Verluste abgespeichert und nah am Organismus gehalten werden.
Tarnung
Säugetiere besitzen unterschiedliche Fellfarben, welche zur Tarnung dienen. So passen sich Beutetiere, aufgrund ihrer individuellen Färbung, ihrer umgeben an und sind für Fressfeinde schlechter sichtbar. Prädatoren (Jäger) nutzen ihre Fellfärbung wiederum, um mit der Umgebung optisch zu verschmelzen und sich dadurch näher an Beutetiere heranzuschleichen. Insbesondere Lauerjägern, wie den meisten Katzen, kommt diese Tarnung gelegen. Denn diese sind oftmals Einzelgänger, müssen heranschleichen, abwarten können – um im richtigen Moment zuzuschlagen. Und deshalb passt sich die Fleckentarnung eines Leoparden der Savanne an, genauso wie die Streifentarnung eines Tigers sich dem Urwald anpasst.
Hetzjäger, wie Löwen oder Wölfe, jagen im Rudel. Aber auch diese Tiere müssen ihre Angriffe koordiniert ausführen. Dazu müssen potentielle Beutetiere nicht belauert, aber umstellt werden. Dies setzt ein Mindestmaß an Tarnung voraus, weshalb der Braunton des Löwenfells ebenfalls in der Savannenlandschaft verschwindet, genauso wie der Grauton des Wolfes in einer Gebirgslandschaft.
Auch das Sommer- und Winterfell kann bei einigen Säugetieren unterschiedlich ausfallen. So besitzt das Hermelin im Sommer eine bräunliche Fellfärbung, wie sie typisch bei Wieseln ist. Im Winter ist das Haarkleid weiß, um sich besser der Umgebung anzupassen. Das Hermelin, als eine Marderart, tritt im Ökosystem als Beutegreifer auf. Die gleiche Strategie nutzen allerdings auch Beutetiere, wie der Schneehase.
Kennzeichnung
Ein weiterer Aspekt ist die unterschiedliche Fellfärbung bei Jungtieren, gegenüber den Adultformen (Erwachsenentieren). So werden viele Säugetierarten nackt geboren und die ersten Haare zeigen den Jungtierstatus an. In Lebensgemeinschaften, wie Rudeln oder Horden, wird dadurch ein Status, Rangfolge oder Hierarchieebene angezeigt. So besitzen Jungtierlöwen Flecken, welche im Alter verschwinden. Die Mähne der Löwenmännchen symbolisiert ebenfalls einen Status innerhalb des Rudels, genauso wie der Silberrücken von männlichen Gorillas.
In tierischen Sozialverbänden, wie dem Rudel oder Sippen, werden die äußerlichen Unterschiede – welche mit der Rangordnung verbunden sind – durch die Rangstufe bestimmt und umgekehrt. Stirbt bspw. das Alphatier einer Gorilla-Gruppe, tritt das Betamännchen dessen Nachfolge an. Nun beginnt dieser den typischen silbernen Rücken auszubilden und signalisiert dadurch seine Stellung.
Bei Orang-Utans ist dies ähnlich. Eine Gruppe besteht aus mehreren kleineren Tieren, welche weiblich oder männlich sein können und einem übergroßen Männchen. Sollte das Alphamännchen sterben, tritt das nächste Betamännchen die Rangfolge an und wird zum Chef der Gruppe. Nun nimmt dieser neue Gruppenchef an Körperfülle zu. Dies wird über Hormone gesteuert, welche erst ausgeschüttet werden – sobald die Rangstufe vergeben wurde. Und schon sehr bald hat der kleinere Beta die Größe seines Vorgängers erreicht. Das Fell des neuen Orang-Utan-Männchens wird länger, wodurch dieser noch imposanter erscheint.
Abschreckung
Dass der Anführer einer Population oft als größtes Tier mit üppigen Fellwuchs heranwächst, hat natürlich Vorteile für die Gruppe. Denn schließlich hat das Alphamännchen die Aufgabe, die Gruppe vor Feinden zu schützen. Außerdem muss der Alpha alle internen Rangeleien zwischen den Gruppenmitgliedern entkräften. Diese finden permanent statt, da jedes Individuum um seine Stellung innerhalb der Gruppe rangt. In der Verhaltensbiologie geht man davon aus, dass das Verhalten der Tiere über Instinkte und Triebe gesteuert wird. Diese fallen bei Individuen, welche in Rudelverbänden leben anders aus als bei Einzelgängern.
Eine höhere Stellung bedeutet in Sozialverbänden oftmals einen besseren Zugang zu Nahrung und zu Sexualpartnern. Und da der Sexualtrieb und der Selbsterhaltungstrieb in jedem Lebewesen angeboren ist, versuchen Gruppenmitglieder stets – sich zu verbessern. Es kommt zu Rangeleien zwischen den männlichen Gruppenmitgliedern, um die eigene Stellung neu auszufechten bzw. neu zu bestimmen. Die Alphatiere sollten diese Rangeleien möglichst ohne Gewaltanwendung zu klären versuchen, weshalb sie imposant erscheinen sollten, um ihre Gegner entsprechend abzuschrecken.
Herrschen in einer Gruppe sehr viele ungelöste Konflikte, schwächt dies die Stellung des Alphatieres – da er es nicht vermag, diese zu lösen – was wiederum die Überlebensfähigkeit der Gruppe und jedes Einzelnen schwächt. Denn schließlich hat die Zusammenrottung von Tieren ein Grund: Die Überlebenschance in der Gruppe ist weitaus höher als beim Einzeltier. Und die einzige Rechtfertigung eines Alphatieres eine Gruppe anführen zu dürfen, besteht darin, dass alle Gruppenmitglieder instinktiv davon ausgehen, dass dieser Anführer das Überleben aller Gruppenmitglieder am besten sichert.
Konflikte nicht lösen zu können, bedeutet Schwäche – wodurch das Überleben jedes einzelnen Mitgliedes in Gefahr gerät. Die Koordination, welche bei der Jagd und der Nahrungssuche notwendig ist, wäre durch den internen Konflikt gefährdet. Auch die Weibchen und Jungtiere sind in Gefahr, da abtrünnige Gruppenmitglieder die Weibchen überfallen, die Jungtiere töten und selbst Nachwuchs zeugen könnten. Der Gruppenanführer muss also diese Konflikte lösen können, da er ansonsten keine Rechtfertigung zum Anführen der Gruppe besitzt und deshalb entweder verjagt oder sogar getötet werden würde.
Aber durch Imponiergehabe können Androhungen platziert werden, wodurch diese Konflikte eingefroren werden. Werden die Rangeleien durch Gewalt ausgetragen, schwächt dies ebenfalls die gesamte Gruppe – da Mitglieder sich verletzen oder sterben könnten, welche dann bei der Verteidigung oder der Nahrungsbeschaffung fehlen. Außerdem läuft der Anführer auch Gefahr selbst verletzt zu werden, wodurch er seine Aufgabe – dem Führen der Gruppe – nicht mehr nachgehen könnte. Um Gewalt zu umgehen, müssen Gruppenchefs möglichst imposant wirken, abschrecken können und dadurch das Rudel zusammenzuhalten.
Manche Tiere, wie der Skunk (Stinktier), haben auch eine auffällige Fellfärbung. Dies ist schwarz und weiß und soll ebenfalls Fressfeinde abschrecken.
Geschlechtsunterschiede und Sexualselektion
Das Fell der Säugetiere kann ein sekundäres Geschlechtsmerkmal sein. So unterscheiden sich die Geschlechter der Säugetiere oftmals in der Statur, aber auch in der Fellfarbe. Prachtvolle Fellfarben der Männchen sollen Stärke und Status repräsentieren, wodurch Weibchen als potenzielle Sexualpartner angelockt werden. Denn üppige Fellbehaarung signalisiert ein gesundes Männchen, woraus die Weibchen instinktiv schließen, dass dieser ein guter Versorger für sie und die Jungtiere sein wird. Das Fell wird somit zum Faktor, um die eigene Attraktivität zu erhöhen.
Für Männchen mit schönen Fell steigt die Wahrscheinlichkeit sich öfter fortzupflanzen. Dadurch geben diese Männchen ihre Gene öfter weiter als andere Männchen mit schlechter Behaarung. Durch diese Selektion werden die attraktiveren Männchen zwangsläufig mehr Nachkommen haben, geben wohlmöglich diese Eigenschaft an ihren Nachwuchs weiter, wodurch dieses Merkmal mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auch in der Folgegeneration vertreten sein wird. Somit setzen sich langfristig bestimmte Eigenschaften in einer Art oder Population durch und andere Merkmale werden verdrängt.
Allerdings ist das Fell als Symbol für Attraktivität nicht bei jedem Säugetier entscheidend. So wird der Geschlechtsunterschied (Geschlechtsdimorphismus) bei einzelgängerisch lebenden Säugetieren meistens über die Körpergröße definiert. Doch bei in Gruppen oder Rudeln lebenden Säugetieren spielt die Fellbehaarung häufig eine größere Rolle, da damit ist auch die Rangfolge verknüpft ist. Männchen mit höheren Rang pflanzen sich demnach öfter fort, geben ihre Gene öfter weiter – wodurch sich langfristig die Stärkeren immer durchsetzen werden.
Bei Menschen unterscheiden sich Mann und Frau auch in der Körperbehaarung, welche beim Mann viel üppiger und dunkler ausfällt. Ähnliche Formen des Geschlechtsdimorphismus finden sich auch bei Fischen und Vögeln.
Ausdrucks- und Kommunikationsform
Das Fell der Säugetiere besitzt mitunter auch eine Signalwirkung, um auf Veränderungen der Umwelteinflüsse aufmerksam zu machen. So stellen sich Haare beim Menschen auf, sobald die Umgebungstemperatur sinkt- was als Gänsehaut bezeichnet wird. Bei Rudeltieren deuten aufgestellte Nackenhaare auf eine Bedrohung hin, dienen dem Imponieren oder der Androhung. Denn dadurch wirken die Tiere größer, was als Geste von anderen Artgenossen verstanden wird. Somit kann die Fellbeharrung, das Aufstellen von Haaren eine Form der Körpersprache bzw. Kommunikation sein. Die Redensart: „Mir stehen die Haare zu Berge.“ ist dem Tierreich entnommen und soll Schrecken signalisieren.
Erweiterung des Tastsinns
Haare sind Teil des Tastsinns, wodurch sich Säugetiere in ihrer Umwelt orientieren können. So dienen die Schnurrhaare der Katze als Fühler zur Orientierung und geben Informationen über die Breite und Beschaffenheit der Umgebung. Die Tasthaare anderer Säugetiere geben den Organismus Informationen über Umgebungstemperatur, Wind und anderer Umweltbedingungen. Im Zusammenspiel von Haaren und Muskeln werden Nervenfasern aktiviert, welche mit Mechanorezeptoren ausgestattet sind. Diese Rezeptoren scannen permanent die Umwelt, registrieren kleinste Veränderungen und senden Botenstoffe ans Nervensystem, welche vom Gehirn interpretiert werden.
Schutz vor Fressfeinden
Einige Säugetiere haben ihr Fell zu Stacheln umgebildet, welches aus verhärteten Keratin besteht. Diese Stacheln bieten einen besonderen Schutz vor Fressfeinden. Zu den Säugern mit Stachelkleid gehören z.B.: Baumstachler, Stacheligel, Ameisenigel und Stachelschwein. So rollen sich Igel bei Gefahr zusammen, präsentieren dadurch ihr Stachelkleid und schützen lebenswichtige Organe der Bauchseite. Das Stachelschwein dreht bei Gefahr die Stachelseite zum Fressfeind hin, um diesem auf eine ähnliche Weise abzuwehren.
Filter für Fremdstoffe
Wenn Fremdkörper in den Körper gelangen, kann dies zu Krankheiten führen. Deswegen bildet der Organismus Haare aus, um sich an bestimmten Körperöffnungen zu schützen. Dies findet beispielsweise im Schambereich, am Anus, an den Ohren und in der Nase statt. Wimpern und Augenbrauen erfüllen den gleichen Zweck.
Bestimmte Fellmuster mit bestimmten Aufgaben
Das Fell der Zebras hat schwarz-weiße Streifen. Eine helle Farbe bewirkt eine starke Reflektion des Sonnenlichts. Somit wird Wärmeenergie zurückgeworfen. Gleichzeitig bewirken die dunklen Farben im Fell eine starke Absorption des Sonnenlichts, bei der Wärme gespeichert wird. Sobald auf einer Oberfläche Wärmeenergie zurückgeworfen und gleichzeitig absorbiert wird, entsteht ein Gefälle. Aufgrund dieses Gefälles wird eine natürliche Luftströmung (Wind) über dem Zebrafell erzeugt.
Lange nahm man an, dass die Streifen des Zebras deshalb vorhanden sind, um die Tiere zu kühlen oder als Tarnung vor Wildhunden, Löwen, Hyänen und anderen Beutegreifern zu dienen. Denn man vermutete bei Raubtieren eine Farbenblindheit bzw. dass die Streifen lediglich als grauer Umriss wahrgenommen werden. Und deshalb glaubte man, dass das Zebrafell einen gewissen Schutz bot.
Eine weitere Hypothese der Biologen und Zoologen ist, dass die Streifen des Zebras hauptsächlich zum Schutz vor Insekten dienen. Insbesondere die Tsetsefliege, welche in Afrika heimisch und als Überträger der Schlafkrankheit bekannt ist, kann die Tiere infizieren. Allerdings ist auch bekannt, dass der Körpergeruch der Zebras die Tsetsefliegen bereits abschreckt. Letztlich wurde experimentell bewiesen, dass gestreifte Flächen von Bremsen gemieden werden, was der Hauptgrund für das Fellmuster sein könnte.
Warum haben Menschen kein Fell und wann verloren sie es
Der Jetztmensch (homo sapiens) ist die letzte verbliebene Menschenart der Erde. Von anderen Menschenarten der Zoogattung Homo, wie Neanderthaler und Homo erectus, unterscheidet dieser sich auch in seiner Körperbehaarung. Frühere Menschen lebten in Horden bzw. Rudeln und jagten auch größere Tiere. Die Jagdweise der Steinzeitmenschen war eine Hetzjagd, bei der die Beutetiere bis zur Erschöpfung verfolgt wurden. Dies setzte eine enorme Ausdauer voraus, bei permanenter Kühlung des Organismus. Deshalb war eine komplette Körperbehaarung nachteilig. Stattdessen mussten mehr Schweißdrüsen ausgebildet werden. Kein Tier besitzt so viele Schweißdrüsen wie der Mensch.
Die Wiege der Menschheit liegt in Afrika, wo warme Temperaturen vorherrschend sind und deshalb auf Fell verzichtet werden konnte.
Um sich zu erwärmen, musste der Mensch das Feuer beherrschen. Die Herrschaft über das Feuer, als erste Technologie des Menschen, war deshalb notwendig und geschah vielleicht nicht zufällig. Dadurch konnte der Mensch alle Lebensräume der Welt erschließen und stieg zum Spitzenprädator in der Nahrungspyramide auf.
Das der Mensch zu einer enormen Ausdauerleistung fähig ist, liegt in dessen Physiologie begründet. Beim Laufen kann der Mensch seinen Atem regulieren und somit seinen Herzschlag drosseln. Diese Fähigkeit besitzen andere Lebewesen nicht. Selbst Wölfe und Hunde, als Spitzenprädatoren eines Ökosystems müssen zwangsweise hecheln. Die Atmung dieser Hetzjäger beschreibt deren Herzfrequenz vor, weshalb deren Ausdauerleistung begrenzt ist. Man geht davon aus, dass Menschen ihre Beutetiere mehrere Hunderte Kilometer verfolgen konnten. Somit konnten selbst Pferde oder Kamele bis zur völligen Erschöpfung gehetzt werden.
Zusammenfassung
- Das Fell ist ein wichtiges Merkmal der Säugetiere
- Jedes Säugetierfell besteht aus dem Unterfell und dem Deckhaar
- Die Haare des Felles bestehen aus dem Protein Keratin
- Die Hauptfunktion des Fells der Säugetiere ist der Schützt vor Kälte
- Außerdem dient die Färbung des Fells als Tarnung und zur Kennzeichnung.
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