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Rubrik: Biologie

Schwämme: Zeitraffer entlarvt Bewegungen

Mittwoch, 26. Februar 2020, 08:22

Man könnte meinen, dass Tiefseeschwämme etwa so aktiv sind wie Putzschwämme. Dem ist aber nicht so: Zeitrafferaufnahmen zeigen, dass bestimmte Meeresbodentiere, die einst als ortsfest galten, sich in Wirklichkeit ausdehnen, zusammenziehen, taumeln und über den Meeresboden rollen – nur sehr langsam

Schwamm der Gattung Hyalonema

Von Juni 2013 bis April 2014 stündlich aufgenommene Fotos zeigen die Ausdehnung und Kontraktion dieses Schwamms der Gattung Hyalonema, der einer blühenden Tulpe ähnelt, Foto: © MBARI 2015

In einer kürzlich veröffentlichten Studie beschreiben die ehemalige MBARI-Postdoktorandin Amanda Kahn und ihre Mitarbeiter diese Verhaltensweisen bei neun Schwamm- und Anemonenarten an einem Langzeitstudienort namens „Station M“. „Station M“ liegt 4.000 Meter unter der Meeresoberfläche und etwa 220 Kilometer vor der Küste Zentralkaliforniens.

Kahn, Koautor Paul McGill und andere Forscher betrachteten Zeitraffervideos des Meeresbodens, als Kahn etwas Unerwartetes sah. „Alle sahen Seegurken und Seeigel, die auf dem Meeresboden herumschnüffelten, aber ich sah den Schwamm. Und dann veränderte der Schwamm seine Größe. Wir wussten vorher nicht, dass wir die Schwämme anschauen sollten", so Kahn.

Kahn und der Koautor Clark Pennelly analysierten die aufnahmen und stellten fest, dass sich mehrere Glasschwämme im Laufe der Zeit ohne offensichtlichen Grund rhythmisch zusammenzogen und ausdehnten. Die Zyklen der Kontraktion und Ausdehnung dauerten von Stunden bis zu Wochen.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die natürlichen Filtereigenschaften eines Schwamms nachlassen, wenn er sich zusammenzieht. Die Schwämme an der „Station M“ waren in 30 bis 50 Prozent der Aufnahmen des Meeresbodens zusammengezogen. Da Schwämme normalerweise große Mengen von Partikeln aus dem Wasser filtern, bedeutet dies, dass ihre Kontraktionen den Nährstoffkreislauf in der Tiefsee erheblich beeinflussen könnten.

Das Team beobachtete auch die Aktionen und Rückzüge anderer Meeresbodentiere im Laufe der Zeit. Eine Art von Schwamm, die als Sputnikschwamm bekannt ist, Cladorhiza kensmithi, zog seine schirmartigen Fäden aus und wieder ein. Diese Art ist als Fleischfresser bekannt, der seine Fäden nutzt, um seine Beute zu fangen.

In ähnlicher Weise hat eine Kolonie winziger Seeanemonen, die einer Kette kleiner Blüten auf einem Stiel glichen, ihre Tentakel rhythmisch zurückgezogen und dann wieder geöffnet. Eine weitere kleine sonnenblumenförmige Anemone zeigte ein ähnliches Verhalten. Diese Bewegungen hängen wahrscheinlich damit zusammen, dass sich die Anemonen von Partikeln und mikroskopisch kleinen Tieren ernähren, die an ihren Tentakeln vorbeischwimmen.

Trompetenschwamm

Dieser Trompetenschwamm der Gattung Hexactinellida rollt von Strömungen angetrieben über den schlammigen Meeresboden, Foto: © MBARI 2015

„Es gibt einen Präzedenzfall für Schwämme, die sich zusammenziehen und ausdehnen", erklärt Kahn. Ihre Koautorin, Sally Leys, hat das Verhalten dokumentiert, das man bei Süßwasserschwämmen sieht, die auf Partikel im umgebenden Wasser reagieren. Wenn die Schwämme durch diese Partikel gereizt werden, dehnen sie die Kanäle in ihrem Körper langsam aus und ziehen sich dann relativ schnell zusammen, wodurch die Partikel ausgetrieben werden. Der gesamte Vorgang dauert etwa 40 Minuten und ähnelt dem Niesen einer Person.

Ein solches Verhalten wurde noch nie bei Glasschwämmen beobachtet, die Skelettstrukturen aus Quarzglas enthalten. Obwohl ihr Name darauf hindeuten könnte, dass Glasschwämme spröde und zerbrechlich sind, sind die Glasstrukturen in ihren Körpern, die Spicula genannt werden, ähnlich wie Gerüste, die sich überlappen und aufeinander ruhen, aber nicht miteinander verschmolzen sind. Indem man die Überlappung der Teile verändert, können sich die Schwämme zusammenziehen oder ausdehnen.

Veränderungen in der Größe waren nicht das einzige überraschende Verhalten, dessen Zeuge Kahn wurde. Eine andere Schwamm-Art, Docosaccus maculatus, wurde häufig von Strömungen über den Meeresboden gefegt, wie ein Steppenläufer im Wind.

In ähnlicher Weise schien eine andere Art, Hexactinellida sp.1, auf den Strömungen zu reiten und sich monatelang über die schlammige Ebene zu wälzen.

„Die Tiefsee ist ein dynamischer Ort, aber sie funktioniert auf einer anderen Zeitskala und mit anderen Reizen als unsere Welt", schließt Kahn. Ihre Arbeit zeigt, dass Schwämme und Anemonen viel lebendiger sind, als die Wissenschaftler angenommen haben. Sie leben nur viel langsamer als die Menschen, die sie untersuchen.

Infos: https://www.mbari.org.

Link zur Studie: https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2019.104729.

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