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Uraltes Reinigungsverfahren

Auch Schwämme „niesen“

Video: Diese Zeitrafferaufnahme macht das „Niesverhalten“ eines indopazifischen Schwamms sichtbar. © Current Biology/Kornder et al.

„Hatschi“: Wenn wir niesen, reinigen wir unser Atmungssystem, indem wir stoßartig Schleimtröpfchen von uns geben. Ein ähnliches Verfahren nutzt auch eines der einfachsten und ältesten Tiere, geht aus einer Studie hervor: Zeitrafferaufnahmen zeigen, dass Schwämme mit Schmutzpartikeln beladenen Schleim durch periodische Oberflächenkontraktionen an das umgebende Wasser abgeben. Dieses Konzept ist somit möglicherweise eine der ältesten Methoden von Organismen, um unerwünschte Substanzen loszuwerden.

Es gibt sie schon seit Urzeiten und bis heute besiedeln tausende von Arten viele unterschiedliche aquatische Lebensräume der Erde: Die Schwämme gelten als eine der einfachsten und urtümlichsten Formen mehrzelliger Lebewesen mit spezialisierten Geweben. Durch ihre buchstäblich schwammigen Körper filtern sie organische Partikel aus dem Wasser, die ihnen als Nahrung dienen. Dazu saugen sie die Flüssigkeit durch kleine Poren (Ostien) in ein internes Kanalsystem ein, in dem spezialisierte Zellen Nahrungspartikel aufnehmen sowie durch das Schlagen kleiner Geißeln für Strömung sorgen. Durch die sogenannten Oscula verlässt das Wasser den Schwammkörper dann wieder. Über diese Ausflussöffnungen und den Wasserstrom wird der Schwamm auch Abfallprodukte wie Nahrungsüberreste los.

Schwamm-Verhalten im Zeitraffer

Bisher nahm man an, dass die Entsorgung über die Ausflussöffnungen auch durch feine Kontraktionen unterstützt wird, die bei Schwämmen beobachtet wurden. Dieses Verhalten wurde bereits als ein „Niesen“ bezeichnet. Die aktuelle Studie zeigt nun allerdings auf, dass die Kontraktionen einem Niesen sogar mehr ähneln als bisher gedacht. Denn offenbar befreien sich die Schwämme dadurch mithilfe von Schleim gezielt von nutzlosen Schmutzpartikeln, die ihr Filtersystem verstopfen könnten. Dies geht aus Untersuchungen hervor, die das Team um Jasper de Goeij von der Universität von Amsterdam an Schwämmen in Aquarien und in Riffen durchgeführt hat. Im Visier ihrer Kameras standen dabei Exemplare der karibischen Schwammart Aplysina archeri und einer indopazifischen Spezies aus der Gattung Chelonaplysilla.

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Wie das Team berichtet, wird durch Zeitraffer in den Videoaufnahmen deutlich: Aus den Meerwassereintrittsporen (Ostien) tritt entgegen der Strömungsrichtung Schleim aus, der offenbar mit Schmutzpartikeln beladen ist. Diese Substanz wird dann abtransportiert und sammelt sich an bestimmten Stellen auf der Schwammoberfläche zu Krümeln an. Diese werden anschließend durch die periodischen Kontraktionen, die bereits als „Niesen“ beschrieben wurden, in das umgebende Wasser abgegeben. Mit anderen Worten: Es sieht so aus, als ob die Schwämme ständig schleimige Partikel ausstoßen, um Schmutz-Substanzen loszuwerden.

„Aus unseren Ergebnissen geht hervor, dass dies eine Anpassung ist, die Schwämme entwickelt haben, um sich sauber zu halten“, sagt de Goeij. Beim Vergleich mit dem menschlichen Pendant ist allerdings ein Aspekt hervorzuheben: Schwämme niesen nicht wirklich stoßartig: „Der Prozess dauert etwa eine halbe Stunde. Aber sowohl das Niesen von Schwämmen als auch das Niesen von Menschen dient der Reinigung“, sagt der Meeresbiologe.

Schwämme niesen Futter für Fisch und Co

Die Forscher nehmen an, dass das Niesverhalten allgemein für Schwämme typisch ist. „Ich habe beim Tauchen und auf Bildern, die andere Wissenschaftler zu anderen Zwecken gemacht haben, gesehen, dass sich Schleim auf verschiedenen Schwämmen ansammelt“, sagt Erstautor Niklas Kornder von der Universität von Amsterdam. Ein Aspekt des „Niesens“ der Schwämme bleibt bisher allerdings besonders mysteriös, sagen die Forscher. „In den Videos kann man sehen, dass sich der Schleim auf der Oberfläche des Schwamms entlang bestimmter Bahnen bewegt, bevor er sich ansammelt“, sagt Kornder. Ihm zufolge ist bisher unklar, wie dieser Beförderungsmechanismus funktioniert. „Es sind weitere Analysen nötig, um dies aufzudecken“, sagt Kornder.

Abschließend machen die Wissenschaftler noch auf einen weiteren interessanten Aspekt aufmerksam: Offenbar sorgen die Schwämme durch ihr Niesen im Meer für Futter: „Wir haben beobachtet, dass Fische und andere Tiere den Schwammschleim als Nahrung aufnehmen“, sagt Kornder. „Im Wasser, das das Korallenriff umgibt, ist zwar einiges an organischem Material vorhanden, aber das meiste davon ist nicht konzentriert genug, als dass andere Tiere es aufnehmen könnten. Schwämme verwandeln dieses Material offenbar in fressbaren Schleim“, so der Forscher.

Quelle: Cell press, Fachartikel: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2022.07.017

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