Unterwasser-Recycling
Altes Filtersystem tropischer Meeres-Schwämme ernährt Korallen
In tropischen Gewässern beheimatete Schwämme erneuern ihr komplettes Filtersystem innerhalb weniger Tage, damit es immer einwandfrei funktioniert. Das freut auch ihre Nachbarn, die Korallen, denn diese ernähren sich von den abgestoßenen Zellen, wie ein französisch-niederländisches Forscherteam jetzt herausgefunden hat. Den Anlass zu der Studie hatte eine ungewöhnliche Beobachtung gegeben: Schwämme nehmen extrem große Mengen an Energie in Form von gelöstem Kohlenstoff auf, wachsen jedoch kaum. Wozu verwenden die Tiere die Energie dann, fragten sich die Forscher. Des Rätsels Lösung: Die Schwämme bilden tatsächlich enorm viele neue Zellen, stoßen aber nahezu ebenso viele alte Zellen ab und erneuern auf diese Weise ständig ihr Filtersystem. Von ihren Ergebnissen berichten die Forscher um Jasper De Goeij vom Niederländischen Institut für Meeresforschung in 't Horntje.
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In tropischen Gewässern, wo Korallenriffe wachsen, sind Nährstoffe Mangelware, und entsprechend groß ist die Konkurrenz. Schwämme wie die von den Forschern untersuchte Art Halisarca caerulea haben sich daher darauf spezialisiert, gelösten Kohlenstoff aus dem Wasser zu filtern. Und zwar nicht wenig: Die Wissenschaftler um Jasper De Goeij stellten fest, dass Halisarca caerulea Tag für Tag etwa sein halbes Körpergewicht an Kohlenstoff zu sich nahm. Trotzdem schien er nicht wesentlich zu wachsen. Was passierte also mit dem Kohlenstoff?
Um das zu überprüfen, sammelten die Forscher vor den Niederländischen Antillen einige Schwämme ein und brachten sie zur Untersuchung in Meerwasser-Aquarien. Dem Wasser setzten sie die Substanz Bromdesoxyuridin (BrdU) zu. Dieser abgewandelte DNA-Baustein wird nur in Zellen eingelagert, die sich gerade teilen. Auf diese Weise wollten die Wissenschaftler die tatsächliche Wachstumsrate überprüfen – in der festen Überzeugung, bei so viel aufgenommener Energie müsse auf jeden Fall etwas wachsen. Umso überraschter waren sie, als sie die Schwämme kontrollierten und nur wenige markierte Zellen fanden. Nach einigem Rätseln untersuchten die Forscher zusätzlich das Wasser in den Aquarien – und stießen auf massenhaft abgestoßene, aber mit BrdU markierte Kragengeißelzellen, die beim Filtern und der Nahrungsverwertung eine entscheidende Rolle spielen. Offenbar teilen sich diese Zellen nach gerade einmal vier bis fünf Stunden zeigte eine weitere Analyse – eine Geschwindigkeit, die selbst diejenige vieler Bakterien übertrifft.
Die Schwämme erneuern also alle vier bis fünf Stunden ihren Filterapparat – vermutlich, weil sie durch die großen Wassermengen, die sie filtern, auch mit vielen Viren, Bakterien und Giftstoffen in Kontakt kommen. Diese Vorsichtsmaßnahme hat aber auch für andere Riffbewohner wie Korallen enorme Vorteile: Denn diese können zwar keinen gelösten Kohlenstoff aufnehmen, wohl aber die abgestoßenen Kragengeißelzellen. "Halisarca caerulea ist also ein großartiger Energieaufbereiter", erkärte De Goeij gegenüber dem Fachmagazin "Journal of Experimental Biology".
Jasper De Goeij (Niederländisches Institut für Meeresforschung, 't Horntje) et al.: Journal of Experimental Biology, doi: 10.1242/jeb.034561
ddp/wissenschaft.de – Mascha Schacht
