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Quallen: Achtung, Schleimgranaten!

Cassiopea-Quallen sondern giftigen Schleim ab. (Bild: National Aquarium)

Bloß nicht berühren: So lautet das Motto, wenn man einer giftigen Qualle im Wasser begegnet. Doch bei Cassiopea xamachana nützt diese Strategie wenig. Denn dieses als Mangrovenqualle bekannte Nesseltier kann sogar scheinbar kontaktlos Hautreizungen verursachen, wie Forscher berichten. Ihr Trick: Die Qualle sondert Schleim mit im wahrsten Sinne des Wortes bestechendem Inhalt ins Wasser ab. Es handelt sich um kugelförmige Strukturen, die unter anderem giftige Nesselzellen enthalten. Diese freischwebenden Waffen der Quallen scheinen nun die Erklärung für ein rätselhaftes Phänomen zu liefern: „stechendes Wasser“.

Quallen sind mit ihren teils bunten Tentakeln und skurrilen Formen schön anzusehen. Doch zu nahe kommen sollte man einigen von ihnen lieber nicht: Viele dieser Nesseltiere sind giftig. Menschen kann der Kontakt mit ihren Tentakeln je nach Spezies leichte Beschwerden wie unangenehme Quaddeln bescheren oder sogar Lähmungserscheinungen. Die als Mangrovenqualle bekannte Cassiopea xamachana scheint in diesem Zusammenhang ein eher harmloses Exemplar zu sein. Denn diese Qualle schwebt nicht durchs Wasser, sondern setzt sich kopfüber am Meeresboden fest – ihre relativ kurzen Arme sind dabei nach oben in Richtung Sonnenlicht gewandt. Dank dieser stationären Lebensweise können Taucher und andere Wasserbesucher den Tieren leicht aus dem Weg gehen. Trotzdem berichten Menschen immer wieder von juckender, stechender Haut, wenn sie sich nur in der Nähe von Cassiopea-Quallen aufhalten. Wie lässt sich dieses als „stechendes Wasser“ bezeichnete Phänomen erklären?

Giftige Nesselzellen

Bekannt ist, dass die Magrovenquallen von Zeit zu Zeit Schleim ins Wasser absondern. Er könnte als Verursacher der Symptome in Frage kommen. Doch was an dieser Vermutung dran ist, ist bisher völlig unklar. Ebenso gut könnten nach Meinung von Experten auch abgetrennte Teile von Quallententakeln, Fischläuse, Anemonen oder andere giftige Meeresbewohner hinter dem stechenden Wasser stecken. Cheryl Ames vom US Naval Research Laboratory in Washington und ihre Kollegen haben sich nun aufgemacht, dieses Rätsel endlich zu lösen. Auf der Suche nach einer Erklärung durchforsteten die Forscher zunächst die wissenschaftliche Literatur nach Hinweisen auf das mysteriöse Phänomen. Tatsächlich stießen sie dabei immer wieder auf Erwähnungen des Schleims, den Cassiopea xamachana absondert. Darin scheinen sich demnach auffällige Zellansammlungen zu befinden.

Dieser Spur folgend nahmen die Wissenschaftler den Schleim eines Cassiopea-Exemplars aus einem Aquarium genauer unter die Lupe. Mikroskopische Untersuchungen und andere bildgebende Verfahren offenbarten: In dem Schleim der Qualle zirkulieren kleine ballähnliche Gebilde. Es handelt sich um Ansammlungen von Zellen, die Ames und ihre Kollegen Cassiosome nennen. Das Entscheidende: Diese innen hohlen Kugeln sind außen unter anderem mit Nesselzellen bedeckt, den Nematocyten. Diese enthalten mit Gift gefüllte Kapseln und finden sich normalerweise vorwiegend in den Tentakeln von Quallen. Wie die Forscher berichten, sind die Cassiosome bei den Cassiopea-Quallen mit drei unterschiedlichen Toxinen gefüllt. Im Test konnten sie unter anderem erfolgreich Salinenkrebse töten.

Nützlich für den Beutefang

Für die Wissenschaftler ist damit klar: Es sind diese speziellen Gebilde im Schleim der Mangrovenqualle, die für das stechende Wasser verantwortlich sind. Sie fungieren offenbar als „mobile Granaten“. „Diese Entdeckung war eine Überraschung und lieferte die lange erwartete Erklärung für das rätselhafte Phänomen. Jetzt können wir allen Schwimmern sagen: Das stechende Wasser wird tatsächlich durch die Cassiopea-Quallen verursacht“, konstatiert Ames. Wofür genau die Nesseltiere ihren bewaffneten Schleim nutzen, ist dem Team zufolge noch ungeklärt. Naheliegend scheint jedoch, dass er ihnen beim Beutefang hilft. Denn die Mangrovenquallen werden zwar größtenteils durch Photosynthese betreibende Algen-Symbionten mit Nährstoffen versorgt. Doch wenn die Photosynthese bei Lichtmangel langsamer wird, müssen sie zusätzliches Futter aufnehmen – mithilfe des Schleims können sie dann kleinen Organismen in ihrer Nähe den Garaus machen und sie aus dem Wasser fischen, so die Vermutung.

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Interessanterweise stellten die Forscher fest, dass Cassiopea xamachana offenbar nicht die einzige Qualle mit Cassiosomen ist. Sie identifizierten auch bei vier eng verwandten Arten solche Gebilde. Diese gehören wie Cassiopea alle zur Ordnung der Wurzelmundquallen (Rhizostomeae). Eine Spezies aus der Schwesterlinie der Fahnenmundquallen hatte diese Cassiosomen dagegen nicht, wie die Untersuchungen zeigten. Ames und ihre Kollegen vermuten daher, dass sich die Entwicklung dieser besonderen Vergiftungsstrategie auf ein einziges evolutionäres Ereignis zurückführen lässt und nicht mehrmals unabhängig voneinander entstanden ist. „Die Gifte der Quallen sind insgesamt schlecht erforscht. Unsere Arbeit erweitert unser Wissen über die interessanten und teils einzigartigen Wege, wie die Nesseltiere ihre Toxine nutzen“, schließt Mitautorin Anna Klompen vom Smithsonian in Washington.

Quelle: Cheryl Ames (US Naval Research Laboratory, Washington) et al., Communications Biology, doi: 10.1038/s42003-020-0777-8

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