Meeresbio Trainer C
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"Meeresbiologie" Skript Diplom- Biologe Klaus Zimmermann -2- Inhaltsverzeichnis: Meereskunde: • Gliederung des Meeres • • Meeresströmungen - Verteilung der Korallenriffe / Zonierung eines Saumriffes Plankton - Nekton - Benthon • Umweltfaktoren • Nahrungskette - Nahrungskreislauf - Nahrungsnetz Nahrungspyramide Biologie: • Algen und Seegras • Schwämme • Nesseltiere l - Polyp, Qualle, Nesselqualle • Nesseltiere II - Gruppen der Nesseltiere • Nesseltiere III - Steinkorallen • Weichtiere l - Gruppen der Weichtiere • Weichtiere II - Schnecken • Krebse • Stachelhäuter l - Seesterne und Seeigel • Stachelhäuter II - Gruppen der Stachelhäuter • Seescheiden • Fische l - Körperform und Anpassung • Fische II • Schildkröten und Meeressäuger - Gruppen der Fische -3- Allgemeines Typisch für Meere • Salzgehalt • Räumliche Ausdehnung • Ebbe und Flut • große Tiefen • Ausgleich von Temperaturgefällen • Geringe Menge gelöster Gase in Meerwasser Salzgehalt • hauptsächlich Cl und SO4 • 20 ‰ – 45 ‰ durchschnittl. 35 ‰ • wenig bei Süßwasserzuflüss (Ostsee) • viel bei abgetrennten Meeresbereichen (Rotes Meer) • keine Osmoregulation bei Tieren Ebbe und Flut • Ebbe: Fallen des Wassers von HW zu NW • Flut: Steigen des Wassers von NW zu HW • HW: höchster Wasserstand zw. Gezeiten • NW: niedrigster Wasserstand zw. Gezeiten • • • • • • • • Gezeitenhub (Tidenhub): Unterschied zw. HW und NW – kann bis 14 m betragen z.B. St. Malo 12m 2 umlaufende Wasserberge verursacht durch Mond, Sonne und Fliehkraft Springtide: Mond + Sonne (Vollmond, Neumond) Nipptide: Mond steht senkrecht auf Achse Sonne Mond Gezeitentabelle – wichtig für Tauchgangsplanung Springtiden bis zu 2 Tagen verzögert durch Uferlinie Mondumlauf 50 min länger als Erdentag Regulierung von rhythmischen Prozessen in der Natur Charakteristische Lebensformen • Ausgang verschiedenster Lebensformen • typ.: Stachelhäuter, Manteltiere, Tintenfische, Vielborster, Rippenquallen • zurück in das Wasser: Wale, Schildkröten • für Säugetiere: Wale, auch typ. Haie (Fische) • große Zahl von: Krebsen, Hohl- und Nesseltiere,Schwämme und Knochenfische • Im Süßwasser: Insekten, Amphibien Verteilung Meer / Land auf der Erde • 60 % Meer / 40 % Land • über 99 % des Wassers auf der Erde ist in den Weltmeeren • Die Weltmeere - produktivste Lebensräume der Erde • Wasserkörper in ständiger Bewegung -4- Horizontal- und Vertikalzonierung des Meeres • • • • • • Küstenbereiche/Hochsee Kontinentalschelf (Flachmeere) Kontinentalhang Tiefsee (durchschnittlich ca. 3.000 m tief) Photosynthese nahe der Meeresoberfläche - Faktor: Licht durch Kontinentaldrift: Gebirgsrücken und Tiefseegräben Flächen und Tiefen der Ozeane und Meere Name mittl. Tiefe Max. Tiefe Atlantischer Ozean 3332m 9219m Mittelmeer 1429m 5121m Nordsee 94m 665m (Skagerrak) Ostsee 55m 459m Rotes Meer 491m 2359m Pazifik 4028m 11033m (Vitiaztief) Marianengraben Gesamtfläche: 361 Mio km² Gesamtvolumen: 1,37 Mrd Km³ -5- Meeresströmungen • entstehen durch Erdrotation • laufen von West nach Ost • werden an den Kontinenten aufwärts gelenkt • bringen kaltes, nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche • Äquatorial-warme Strömungen von Ost nach West -6- Plankton, Nekton, Benthon Plankton • Freiwasserorganismen • kann nicht gegen eine stärkere Strömung anschwimmen • oft kleine Organismen, aber auch große Quallen • viele Larven von Organismen, die als Erwachsene im Benthon oder Nekton leben Nekton • Freiwasserorganismen • können gegen eine starke Strömung anschwimmen • z. B. Fische, Meeresschildkröten, Pinguine • Nektonorganismen beginnen ihr Leben oft als Larven im Plankton Benthon • Bodenlebende Organismen • eingegraben (z. B. Steckmuschel) • auf dem Boden lebend (z. B. viele Krebse) Wechsel zwischen verschiedenen Lebensformen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien Schwebefortsätze beim Plankton -7- Allgemeines Organismen können im freien Wasser (Pelagial) bzw. am oder im Meeresboden leben (Benthal). Entsprechend dieser Zuordnung zu einem bestimmten Lebensraumtyp unterscheidet man bestimmte Organismengemeinschaften. Viele Organismen wechseln im Verlaufe ihres Lebens von einer Freiwasserphase (meist Planktonphase) zum Leben am oder im Meeresboden. Jede dieser Lebensweisen fordert spezifische Anpassungen (Leichtigkeit, Kompensation des Absinkens bei Planktonorganismen, Schutz, vor mechanischer Belastung beim Leben am Meeresboden). Plankton (Schwebendes) Planktonorganismen leben im freien Wasser. Sie können per Definition nicht gegen eine stärkere Strömung (2 m/s) anschwimmen. Damit ist nicht, wie man gemeinhin annimmt, die Größe der bestimmende Faktor für die Zugehörigkeit zum Plankton, sondern die aktive Bewegungsfähigkeit, obwohl zugegebenermaßen die meisten Planktonorganismen winzig klein sind. Aber auch ein Taucher würde nach dieser Definition dann in das Plankton gehören. Typische Planktonorganismen sind die einzelligen Algen - die Grundlage der Produktion in der Hochsee - die Larven vieler bodenlebender Tiere (wie der Seestern oder Seeigel, Krebse, Schwämme oder Nesseltiere), aber auch große Tiere wie beispielsweise die Großquallen, bei denen einige Arten Schirmdurchmesser von über einem Meter erreichen. Allen gemeinsam ist das Bemühen, durch • aktive Bewegung, • Einlagerung leichter Substanzen (Gasblasen, Öltröpfchen etc.), • Vergrößerung des Sinkwiderstandes durch Ausbildung langer Körperfortsätze, ein Absinken auf den Meeresgrund zu verhindern. Nekton (Schwimmendes) Das Nekton ist wie das Plankton eine Lebensform des freien Wassers. Organismen des Nekton sind allerdings in der Lage, aktiv gegen eine stärkere Strömung anzuschwimmen. Zum Nekton gehören die meisten Fische, Meeressäuger, Meeresschildkröten sowie Pinguine und viele Tintenfische. Einige Nektonorganismen beginnen ihren Lebenszyklus als Larven oder Jungtiere im Plankton. Sie sind dann noch zu klein, um selbständig gegen die Strömung zu schwimmen, und erreichen erst im Verlauf ihrer Jugendentwicklung eine Körpergröße, die sie zum Nekton gehören läßt. Benthon (Bodenlebendes) Wir unterscheiden bei den bodenlebenden Organismen Tiere, die im Boden eingegraben leben (Endobenthon), und solche, die auf dem Boden leben (Ektobenthon, Epibenthon). -8- Umweltfaktoren Allgemeines Alle lebenden Organismen stehen in Abhängigkeit von ihrer Umgebung, sowohl den unbelebten Faktoren als auch den anderen Organismen, mit denen sie mehr oder weniger eng zusammenleben. Diese Gesamtheit des Lebensumfeldes bezeichnet man als Ökosystem- Unbelebte Faktoren (Biotop) und die Lebensgemeinschaft aller Organismen in dieser Region (Biozönose) bedingen das Vorkommen, die Häufigkeit und die Verteilung der Organismen. Beispiele: Es sind verschiedene belebte und unbelebte Faktoren genannt, ohne den Anspruch auf Vollständigkeit erfüllen zu können. 1. Wasser Nur wo Wasser vorhanden ist, können aquatische Organismen dauerhaft leben. Fast alle Organismen des Meeres benötigen Wasser als umgebendes Medium. Anpassungen an das Austrocknen sind im Gegensatz zum Süßwasser selten auf Organismen der Küste beschränkt. Bestimmte Tiere und Pflanzen haben sich als Ausnahme zwar an das zeitweilige Verschwinden von Wasser angepaßt. z.B. im Bereich der Gezeitenzonen. Hier können bestimmte Tiere (z.B. Seepocken) auch bei Ebbe leben, nämlich indem sie ihr Gehäuse verschließen und so einen Rest Wasser als Schutz gegen Austrocknung zurückhalten. Andere Formen, z.B. bestimmte Seeanemonen, die in der Gezeitenzone leben, können Schleim absondern, und so die Austrocknung für einen bestimmten Zeitraum verhindern. 2. Licht Licht ist die Voraussetzung für das Wachstum von Pflanzen. Diese stellen wiederum die Nahrungsgrundlage für alle anderen Organismen dar. Dabei ist nicht nur das Vorhandensein und Fehlen von Licht (also hell und dunkel), sondern auch die Lichtintensität ein wichtiger Faktor für die Verteilung von bestimmten Pflanzen. Einige Pflanzen, wie z.B. bestimmte Grünalgen, benötigen relativ viel Licht und können in größeren Tiefen deswegen nur schlecht leben. Sie würden hier von anderen Pflanzen, die an geringe Lichtverhältnisse angepaßt sind, überwachsen werden und innerhalb von kürzester Zeit verschwinden. Aber auch für die Tiere spielt Licht eine wichtige Rolle, z. B. durch das Vorhandensein von Pflanzennahrung, das Sehen als eine der wichtigsten Formen der Wahrnehmung (z. B. von Räubern und Beute) oder die Koordination der Fortpflanzung. 3. Strömung Strömung im weiteren Sinne (hier wäre auch Wellenbewegung und Brandung unter dem Begriff Strömung zu verstehen) ist ein Faktor, der das Vorkommen vieler Organismen beschränkt. Im Strömungsschatten halten sich Tiere auf, die durch mechanische Einwirkungen zerstört werden können, also Tiere ohne starkes Skelett oder ohne Strukturen, mit denen sie sich am Untergrund festhalten können, wenn die Strömung zu stark wird. Auf der anderen Seite haben sich bestimmte Organismen, daran angepaßt, in der Strandung oder Brandung zu leben, z.B. weit hier Freßfeinde oder Nahrungskonkurrenten fehlen oder sie Nahrung aus dem vorbeiströmenden Wasser herausholen (z.B. Gorgonen). Gorgonen wachsen quer zur Strömung, reduzieren so die Geschwindigkeit des vorbeiströmenden Wassers und können die Nahrung somit filtrieren. 4. Temperaturen Es gibt sowohl Organismen, die an hohe und solche die an niedere Temperaturen angepaßt sind. Eisbären und Walrösser können bei höheren Temperaturen nicht überleben. Hingegen sind die meisten Steinkorallenarten an Temperaturen von mindestens 20°C im Jahresmittel angepaßt. -9- 5. Untergrund Die Art des Untergrundes spielt eine erhebliche Rolle auf die Verteilung von Organismen. So benötigen die meisten Steinkorallen, Schwämme, Seescheiden und viele Seeanemonen Hartsubstrat (Felsboden), um sich anheften zu können. Auf der anderen Seite haben sich in Schlamm- Sand und Schilfböden Lebensgemeinschaften ausgebildet, die auf Hartböden nicht leben können. Viele Muscheln leben eingegraben im Sediment und nur ihre Aus- und Einstromöffnungen ragen über die Bodenoberfläche hinaus. Bestimmte Schnecken (z.B. Pelikansfuß), Seesterne (Kammseestern) und Seeigel (Herzigel) leben ebenfalls im Boden. Andere wichtige unbelebte Faktoren sind der Sauerstoff- und der Salzgehalt sowie die Einwirkung der Gezeiten. Belebte Faktoren Ein wichtiger limitierender Faktor für das Vorkommen von Lebensgemeinschaften ist das Nahrungsangebot. Da alles Leben auf der Photosynthese der Pflanzen beruht, die dann die Nahrungsgrundlage der Tiere darstellen, ist dort wo Licht und Nährstoffe reichlich vorhanden ist, auch das Nahrungsangebot groß und die Individuenzahl der Tiere ebenfalls. In nährstoffreichen Meeren (im Bereich des Auftriebs von nährstoffreichem tiefem Wasser vor den Westküsten der Kontinente), wo eine große Menge von Nährstoffen eine individuenreiche Gemeinschaft pflanzlichen Planktons zur Folge hat, können beispielsweise viele Tiere ihr Nahrungsauskommen finden. Dagegen ist in nährstoffarmen Meeresgebieten zumindest die Individuenzahl (oft aber nicht die Artenzahl) erheblich geringer. Räuber-Beute-Beziehung Das Vorhandensein bestimmter Räuber limitiert die Möglichkeit, daß die Beute sich stark vermehren kann. So wissen wir aus Experimenten, daß sich bei Entfernen eines Räubers aus einem bestimmten Küstenbereich Beuteorganismen innerhalb kürzester Zeit verzehn- bis verhundertfachen können, bis sie selber durch innerartliche Konkurrenz das Vorkommen der eigenen Art limitieren. Symbiose Bestimmte Organismen sind in Lebensgemeinschaften zu beiderseitigem Nutzen relativ eng aneinander gebunden. So können bestimmte Anemonenfische fast ausschließlich dort vorkommen, wo Anemonenarten, an die sie angepaßt sind, vorhanden sind. Auf der anderen Seite hat die Verteidigungsbereitschaft dieser Anemonenfische zur Folge, daß diese Anemonen vor potentiellen Freßfeinden geschützt werden und die Anemonen können sich in diesen Bereichen stärker vermehren. Auch die Aktivität von Putzerfischen und Putzergarnelen hat in bestimmten Korallenriffen eine Erhöhung der Arten- und Individuenzahl an Großfischen zur Folge. In beiden genannten Fällen sorgt die Symbiose dafür, daß beide Symbionten zahlenmäßig häufiger in dem entsprechenden Areal vorkommen. Nahrungskette - Nahrungskreislauf - Nahrungsnetz - Nahrungspyramide Alle Organismen unterliegen einem ständigen Fluß von Fressen- und Gefressenwerden. Diese Abfolge bedeutet eine stufenweise Weitergabe von Nährstoffen und Energie. Die ursprüngliche Energie, die den ganzen Prozeß in Gang hält, wird von außen, nämlich durch die Sonne, zur Verfügung gestellt. Die von der Sonne eingestrahlte Energie wird von den Pflanzen genutzt um anorganische Substanzen, Kohlendioxid und Wasser, zu organischen Substanzen, ursprünglich Zucker, umzuwandeln. Diesen Prozeß nennt man Photosynthese. Wenn Pflanzen gefressen werden und die Pflanzenfresser über ein oder mehrere Stufen später anderen Organismen als Nahrung dienen, wird nicht die gesamte gespeicherte chemische Energie genutzt. Ungefähr 90 % gehen beim Übergang von einer Stufe auf die andere als Bewegungsenergie (z.B. Nahrungssuche, Flucht oder Fortpflanzung) oder einfach als nicht genutzte Substanz (z.B. als Ausscheidungsprodukte) verloren. Nun schließt sich der Stufe der Produzenten (Pflan- - 10 - zen) eine ganze Anzahl von Konsumenten (Tieren) an, bei denen die größeren im Normalfall die kleineren Tiere fressen (Konsumentenkette). Alle Ausscheidungsprodukte sowie die Überreste der eines natürlichen Todes gestorbenen Tiere werden von den sogenannten Destruenten, den Zersetzern, abgebaut. Bei diesen Zersetzern handelt es sich vor altem um Bakterien, die die organische Substanz zu anorganischer Substanz umsetzen (remineralisieren) und so wieder den Pflanzen als Nährstoffe zur Verfügung stellen. Hier schließt sich ein Nahrungskreislauf. Nahrungskette / Nahrungskreislauf (siehe Abb.) Die Pflanzen produzieren organische Substanz durch Photosynthese. Diese Pflanzen werden von Pflanzenfressern (Tieren -, Konsumenten 1. Ordnung. K1) gefressen. Die Pflanzenfresser werden von Raubtieren gefressen (K2), diese wiederum von weiteren Raubtieren (K3) usw. Am Ende der Nahrungskette könnte ein großer Räuber (z.B. Hai, Pottwal) oder auch ein Mensch stehen, der dann die organische Substanz (Biomasse) dem Lebensraum entnimmt. Die Pfeile von den Pflanzen zu den Pflanzenfressern und den weiteren räuberischen Gliedern der Nahrungskette zeigen das "Gefressenwerden" an. Daneben geht von jedem Glied ein Pfeil zu den Destruenten. Dies zeigt, daß abgestorbene Tierkörper und Ausscheidungsprodukte von den Destruenten abgebaut werden und dabei (dicker schwarzer Pfeil zu den Pflanzen) Nährstoffe freigesetzt, die den Pflanzen somit wieder zur Verfügung gestellt werden. Die Pflanzen können diese freigesetzten Nährstoffe dem Wasser entnehmen und für den Aufbau organischer Substanz benutzen. Durch den Stoffzyklus ist aus der Nahrungskette ein Nahrungskreislauf geworden. Eine Nahrungskette - eine Aufeinanderfolge des Produzierens, Fressens und Gefressenwerdens ist mit Beispielen beteiligter Organismen im oberen Bereich der Folie dargestellt. Zur Vereinfachung ist hier die Stufe der Destruenten weggelassen. Vor allem einzellige Algen in der Summe des die Nahrungsgrundlage bilden. Diese werden von Planktonorganismen (im 2. Kreis dargestellt: oben die Trochophoralarve einer Schnecke oder Muschel (Veliger), links die Larve eines Ringelwurmes, rechts die Larve einer Seegurke) gefressen. Diese kleinen Planktontiere ernähren sich filtrierend von den meist viel kleineren einzelligen Algen. Sie sind wiederum die Nahrungsgrundlage von im Freiwasser lebenden größeren Planktontieren (dritter Kreis): Krebsen (oben Krill), Fischlarven (unten links) oder Haarsternen, die bodenlebend sind (rechts). Fischlarven beispielsweise oder auch im Freiwasser lebende Krebse, dienen Quallen oder größeren Fischen als Nahrung (4. Kreis): oben Kompaßqualle, unten links Lippfisch. Diese wiederum werden von noch größeren Räubern gefressen (5. Kreis: unten Dorsch, oben Kalmar). Die wiederum dienen Haien und Zahnwalen als Nahrung und schließlich kann der Mensch einen Hai oder einen anderen großen Räuber als Angler fangen und wäre damit Endkonsument dieser Nahrungskette. Nahrungsnetz Im Zentrum der oberen Abbildung ist ein Nahrungsnetz dargestellt. Ein Nahrungsnetz geht davon aus, daß ein Räuber ein breiteres Nahrungsspektrum hat und unterschiedliche potentielle Nahrungsorganismen fressen kann. Auf der anderen Seite ist auch eine Beute häufig selbst Räuber mit einem breiteren Nahrungsspektrum und Beute einer Vielzahl von anderen Räubern, so daß sich in den Räuber-Beute-Interaktionen eines Lebensraumes nicht eine Kette, sondern ein Netz als Schema der Beziehung zueinander anbietet. - 11 - Nahrungspyramide Zuletzt sind unten rechts die Verluste an organischer Substanz beim Übergang von einer auf die andere Stufe einer Nahrungskette in Form einer sogenannten Nahrungspyramide dargestellt. Aus 1 Million kg einzelliger Algen, die von Kleinstfiltrierern gefressen würden, entstehen ca. 100.000 kg dieser Kleinsttiere. Bereits auf der nächsten Stufe der Planktonfresser, die sich von diesen Larven ernähren, wird nur 10.000 kg körpereigene Masse aufgebaut. Die Fische der dritten Stufe bzw. die Qualle könnten daraus etwa 1.000 kg Körpermasse aufbauen, die größeren Fische 100 kg, der Pottwal oder der Hai in diesem Beispiel 10 kg und schließlich der Mensch als Endkonsument nur noch 1 kg körpereigene Substanz aus ursprünglich 1 Million kg produzierter organischer Substanz auf der Stufe der Pflanzen. Die enormen Verluste ergeben sich durch die Ausscheidung und den Energieverlust durch die Aufrechterhaltung der komplexen Lebensprozeße auf jeder Stufe der Nahrungspyramide. - 12 - Algen und Seegras Wir können im Meer mindestens 4 Formen von großen Pflanzen unterscheiden, d.h. die deutlich sichtbar sind und von ihrer systematischen Zugehörigkeit gänzlich unterschiedlichen Gruppen angehören: den Grünalgen, den Braunalgen, den Rotalgen, sowie den Blütenpflanzen. Alle sollen hier kurz dargestellt werden. Daneben gibt es eine große Anzahl von Gruppen eigenständiger Pflanzen. Die meisten Großalgen zeigen eine Gliederung in einen Festheftungsabschnitt, einen Stielabschnitt und einen Blattabschnitt. Im Gegensatz zu den höheren Pflanzen sind diese Organe aber nicht der Wurzel, dem Stiel und dem Blatt morphologisch gleichzusetzen, sondern in der Evolution unabhängig von den Organen der höheren Pflanzen entwickelt worden. Braunalgen und Rotalgen haben ihre Farbe, weil sie neben den normalen lichtaufnehmenden Substanzen (den Chlorophyllen) Farbstoffe (Pigmente) enthalten, die Licht anderer Wellenlängen einfangen und so für die Photosynthese durch die Chlorophylle nutzbar machen. Man nennt solche Zusatzpigmente - Antennenpigmente. Grünalgen und Blütenpflanzen enthalten solche Antennenpigmente normalerweise nicht. Braunalgen und Rotalgen sind durch diese Antennenpigmente häufig in der Lage, auch in den lichtärmeren, tieferen Wasserschichten zu leben, und Photosynthese zu treiben. Dabei wachsen sie aber oft langsamer, als die in geringeren Tiefen siedelnden Grünalgen. Sie erwehren sich dem Fraßdruck durch Pflanzenfresser häufig dadurch, dass sie eine dicke Schutzschicht außen tragen, die es Pflanzenfressern nicht leicht macht, diese Pflanzen als Nahrung zu nutzen. Die häufig viel schneller wachsenden Grünalgen verzichten oft auf eine solche Schutzschicht und wachsen einfach schneller als die Pflanzenfresser sie abweiden können. Viele Rotalgen wachsen krustig und lagern Kalk in ihren Körper ein. und sind damit praktisch ungenießbar. Beispiele Krustenrotalgen Diese Krustenrotalgen lagern Kalk in ihren Körper ein und sind so als Nahrung für viele Pflanzenfresser ungeeignet. Krustenrotalgen sind bedeutend bei der Bildung von Korallenriffen im Bereich der Riffkrone, da sie sehr schnell wachsen können, relativ geschützt sind vor Austrocknung und für die Bildung des charakteristischen Konglomerats aus Sand. Korallenteilen und Algen verantwortlich sind, was die Riffkrone verfestigt. Zuckertang (Laminaria saccharina) Der Zuckertang ist eine Braunalge, die in mittleren Tiefen in kalten Gewässern vorkommt. Wie verwandte Arten auch kann sie sehr lang werden (bis 5 m, einige Tangarten der kalten Gewässer des Indopazifik auch bis 30/40 m). Diese Braunalgen sitzen mit einer "Wurzel" am Untergrund fest. Gelegentlich werden auch die "Blätter" von anderen Pflanzen als Festheftungssubstrat genutzt. Die kräftige Schleimschicht macht viele Braunalgen relativ unempfindlich gegen Austrocknung und man kann sie in Meeresgebieten mit stärkerem Gezeitenhub auch im Gezeitenbereich finden, wo sie während des Niedrigwassers trokkenfallen. Die Braunalgen enthalten ein braunes Antennenpigment (Phycocyan). Grünalgen Grünalgen findet man vor allem in den oberflächennahen Gewässern bis zu einer Tiefe von ca. 10m. Grünalgen enthalten in der Mehrzahl keine Antennenpigmente. Deshalb ist ihre Farbe ausschließlich durch das Chlorophyll geprägt und fast immer grün. Seegraswiesen Nur wenige Blütenpflanzen haben den Sprung zurück ins Meer geschafft. Zu diesen erfolgeichen Rückkehrern gehören die Seegräser (in Europa vor allem den Gattungen Zostera und Posidonia zugehörig). Seegraswiesen kommen in geringen bis mittleren Tiefen vor und können durch die Ausbildung von Wurzelstrukturen (hier echte Wurzeln, da es sich - 13 - um eine höhere Pflanze handelt) dicke, im Untergrund verzweigte Matten ausbilden. Seegraswiesen sind oft Kinderstube für Fische und wirbellose Tiere und weisen eine besondere Tierzusammensetzung auf. Durch Pestizide, Eutrophierung und die Konkurrenz durch eingeschleppte Algen wie Caulerpa taxifolia sind in den letzten Jahren die Posidoniawiesen im Mittelmeer deutlich zurückgegangen. Mit ihnen verschwindet immer stärker auch die typische Begleitfauna. - 14 - Schwämme Schwämme sind einfach organisierte vielzellige Tiere, Sie besitzen noch kein Nervensystem, keine Muskeln, keine Ausscheidungsorgane im eigentlichen Sinn und keinen Darmkanal. Der Aufbau ihrer Zellen, ihrer Ernährungsweise als Filtrierer, aber auch die Form ihrer Spermien und ihrer Fortpflanzungsweise weisen sie eindeutig als Tiere aus Schwämme sind in der Regel festsitzende Planktonfiltrierer, die durch eine große Zahl von Poren in ihrer Körperbedeckung "Haut" Wasser in ihren Körper einstrudeln. Die Nährstoffe und die Algen, von denen sie sich ernähren in bestimmten Kammern aus diesem eingestrudelten Wasser herausfiltern. Schema eines Schwammes Der Schwamm besitzt auf seiner Körperoberfläche eine sehr große Anzahl von Poren. Die oft mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Durch diese Poren wird Wasser in das innere Hohlraumsystem des Schwammes eingestrudelt. Der Wasserstrom wird verursacht durch einen bestimmten Zelltyp, der in sogenannten Geißelkammern lokalisiert ist. Diese Zellen, die Kragengeißelzellen, sitzen in großer Zahl in diesen Kammern. Sie besitzen jeweils eine Geißel (ein schlagendes Härchen), dass in das Innere der Kammern hineinreicht. Jedes Härchen ist zum Lumen der Kammer hin umstanden mit einer großen Anzahl von fingerförmigen Fortsätzen. Das gemeinsame Schlagen der Härchen aller Kragengeißelzellen bewirkt einen Wasserstrom von den Poren über das Kanalsystem in die Geißelkammern und von dort direkt oder indirekt in den Zentralraum. Mit diesem Wasserstrom gelangen gelöste Nährstoffe, aber auch einzellige Algen und Bakterien in die Geißelkammern. Die Kragengeißelzellen können den Wasserstrom so dirigieren, daß mögliche Nahrungsteile eingefangen und von der Zeile aufgenommen werden können. Das partikel- und nährstofffreie Wasser wird dann über den Zentralraum nach außen geleitet. Bei größeren Schwämmen kann man häufig den Wasserstrom im Bereich der Ausstromöffnung erkennen. Nesseltiere Nesseltiere tragen ihren Namen, weil sie spezielle Zellen entwickelt haben, die Nahrungsorganismen fangen können, indem sie diese mit Giften lahmen oder mit Klebsubstanzen festhalten Diese Nesselzellen können aber auch zur Abwehr von Feinden dienen. Viele Nesseltiere (die Quallen und Hydrozoen) besitzen 2 Erscheinungsformen: den festsitzenden Polypen und die (normalerweise) im freien Wasser schwimmende Quälte. Die Qualle ist das Geschlechtstier, das Ei- und Samenzellen ausbildet, während sich die Polypen in der Regel ungeschlechtlich, d.h. durch Abschnürung von Körperzellen oder Körperteilen, vermehren können- Aus den abgeschnürten Teilen werden meistens kleine Quallen. Aus den Larven, die sich aus den befruchteten Eiern entwickeln, werden in der Regel Polypen. Nesseltiere sind vergleichsweise einfach gebaut. Sie besitzen zwar im Gegensatz zu den Schwämmen bereits einen Darmkanal sowie ein sehr einfaches Nervensystem und Muskeln, aber weder ein Gehirn, noch ein Vorn und Hinten. Im Gegensatz zu Quallen und Hydrozoen fehlt eine Meduse (= Qualle) bei anderen Nesseltieren (bei den Seeanemonen, Hornkorallen. Steinkorallen oder den Krustenanemonen). Hier treten nur Polypenstadien auf. Ein Polyp besitzt eine Haut, einen Darm, Tentakeln und eine Fußscheibe. Die Mundöffnung befindet sich zwischen den Tentakeln. Auf dem ganzen Körper, besonders aber auf den Tentakeln, sind die Nesselkapseln angeordnet. Mit ihnen werden Beuteorganismen gefangen und dann in Richtung auf die Mundöffnung transportiert. Die Nahrung, die vom Mund aufgenommen wird, muß durch dieselbe Öffnung den Körper wieder verlassen, da es noch keinen After gibt. - 15 - Die Qualle Im Gegensatz zum Polypen ist die Qualle meist freischwimmend. Sie gehört zum Plankton. Man kann die Qualle als einen umgedrehten Polypen ansehen, dem durch den Wechsel in das freie Wasser die Fußscheibe als Anheftungsstruktur verloren gegangen ist. Auch bei der Qualle haben wir eine Mundöffnung, Tentakeln, aber im Gegensatz zu den meisten Polypen auch Geschlechtsorgane. Zwischen dem Darm und der Haut ist im Bereich des Schirmes eine Zwischenschicht entstanden, die wassergefüllt ist und als Auftriebsstruktur bzw. zur Minimierung des Abtriebes dient. Nesselkapseln Unten auf der Folie ist eine Nesselkapsel dargestellt - im Ruhezustand bzw. in der Funktion. Im Ruhezustand ist der Nesselfaden in der Nesselkapsel zusammengerollt. Das Auslösestiftchen, die "sensorische" Struktur der Nesselkapsel, befindet sich nach außen gerichtet an der Nesselzelle. Sie kann durch mechanische (Berührung) oder chemische (Säuren) Reize, die Ausschleuderung des Nesselfadens einleiten. Über dem Nesselfaden liegt ein Deckel, der die Nesselkapsel nach außen verschließt. Wirkt ein Reiz auf das Auslösestiftchen, wird der Deckel in weniger als 1/20 s aufgesprengt und der Nesselfaden herausgeschleudert. Es gibt unterschiedliche Typen von Nesselfäden. Bei dem hier dargestellten dringt zunächst eine speerspitzenähnliche Struktur in die Haut des Angreifers oder der Beute ein und danach wird der Faden eingeschossen.Der Faden enthält das Nesselgift und lahmt die Beute. Nach dem Abschießen ist die gesamte Nesselkapsel unbrauchbar geworden und wird aus dem Gewebeverband entfernt. Umliegende Zellen werden dann zu neuen Nesselkapseln. Nesseltiere II Blumentiere In der herkömmlichen Systematik der Nesseltiere werden 3 Gruppen unterschieden: die Hydrozoen, die Quallen und die Blumentiere im engeren Sinne. Die ersten beiden besitzen, wie bereits oben erwähnt, sehr häufig einen Wechsel zwischen Polypen- und Quallenstadien. Die Blumentiere im engeren Sinne sind stets Polypen. Während bei den Hydrozoen und den Quallen die Geschlechtsphase auf das Quallenstadium verlegt ist. bilden bei den Blumentieren im engeren Sinne stets die Polypen die Geschlechtsprodukte aus. Ungeschlechtliche Vermehrung durch Teilung und Abschnürung ist aber weit verbreitet. Bei fast allen Gruppen kommen sowohl einzeln lebende Tiere (solitäre Formen) vor als auch Koloniebildner, Einzeltiere sind z.B.: die Seeanemonen, die Quallen und die Pilzkorallen, Kolonien die Gorgonen, die Steinkorallen und viele Hydrozoen. Nesseltiere III Steinkorallen Größere Steinkorallen sind lebende Tiere, die auf den Skeletten ihrer Vorfahren sitzen. Sie sind durch ungeschlechtliche Vermehrung aus einem einzelnen Polypen hervorgegangen, der sich als Larve am harten Untergrund festgesetzt hatte. Nur der obere Teil ist somit belebt. Im Zentrum einer solchen großen Koralle ist abgestorbener Korallenkalk. Schema einer Steinkoralle • Polyp sitzt mit lebendem Gewebe auf Resten seiner Vorgänger • Im Inneren: Vorsprünge des Darmkanals, von Kalk durchzogen • Mundöffnung im Schlundbereich • Viele Tentakeln • „Haut“ überzieht die gesamte Koralle • Eine Steinkoralle besteht vor allem aus abgestorbenem Kalk im Innern • Kalkbildung mit Hilfe von Algen – Symbionten (Zooxanthellen) • Symbionten liefern Ausscheidungsstoffe und Assimilate - 16 - Weichtiere (Mollusken) Weichtiere l Weichtiere sind eine sehr heterogene Gruppe, die ganz unterschiedliche Lebensformen umfassen. Ursprünglich ist der Typ des Substratabweiders (wie die Schnecke oder die Käferschnecke), die am Boden entlang kriechen und dabei mit ihrer Raspelzunge Nahrung vom Untergrund aufnehmen. Sie sind bei dieser zwangsweise langsamen Lebensweise vor Freßfeinden durch eine Kalkschale geschützt. Die Muscheln und Tintenfische haben diese Ernährungsform aufgegeben. Muscheln ernähren sich filtrierend von Kleinstorganismen im freien Wasser. Sie sind festsitzend. Die Tintenfische hingegen haben sich zu effektiven Räubern entwickelt, die die Beute mit saugnapfbewehrten Fangarmen greifen, mit ihren papageienschnabelähnlichen Kiefern töten und zerkleinern. Sie besitzen ein hochentwickeltes Gehirn und Sinnesstrukturen. Wellhornschnecke (Buccinum Undatum) Die Wellhornschnecke eine räuberische und aasfressende größere Schnecke der kalten Meere Europas. Ihr Gehäuse ist ca. 10 cm lang und deutlich gedreht. Die Wellhornschnecke ist weiß bis hellbeige und besitzt schwarze Flecken. Auf dem Weichkörper ist der Schnorchel zu erkennen mit dem die Schnecke Atemwasser ansaugt und in die Kiemenhöhle leitet. Das Atemwasser wird durch Geschmacksrezeptoren auf mögliche Nahrung getestet. Sie kann also mit ihrem Atemrohr auch Beute ausmachen. Neben der Schale ist der Gehäusedeckel (das Operculum) als braune Struktur auf dem Fuß zu erkennen. Wenn die Schnecke angegriffen wird und den Fuß in das Gehäuse zurückzieht, verschließt der Gehäusedeckel das Gehäuse, so dass die Schnecke auch von der Mündung des Gehäuses her geschützt ist. Käferschnecken Käferschnecken sind sehr urtümlich gebaute Weichtiere. Sie besitzen 8 Schalenplatten auf dem Rücken und einen Mantelrand, der mit Kalkstacheln besetzt ist. Dieser Mantelrand kann dicht an den Unterrand gepreßt werden, so dass Freßfeinde kaum einen Hebel ansetzen können, um die Schnecke vom Untergrund zu lösen. Käferschnecken stellen eine eigene durch ihre Körperform abgegrenzte systematische Einheit im Tierreich dar. Tintenfische Wir unterscheiden Vierkiemer (Nautilus), achtarmige und zehnarmige Tintenfische. Während die Achtarmigen ganz überwiegend bodenlebend sind, sind die meisten zehnarmigen Tintenfische (Sepien, Kalmare) im freien Wasser zu finden. Der Octopus ist ein typischer achtarmiger Tintenfisch. Man erkennt bei dem Tier die Fähigkeit seinen Erregungszustand mit Hilfe von speziellen Farbzellen, die in der Oberhaut liegen, anzuzeigen. In der Regel werden die Farbzellen benutzt, um die Farbe des Tintenfisches dem Untergrund anzupassen, also zur Tarnung. Mit den Augen wird die Umgebung untersucht und so die richtige Farbe für den Körper ausgewählt. Daneben können Farbmuster unter Umständen auch Farbwellen, die über den Körper laufen, als innerartliches Kommunikationssignal genutzt werden. Der Tarnung dient auch die Veränderung der Körperform durch Ausstülpung von Warzen oder Höckern auf der Körperoberfläche. So wird der Körper des Tintenfisches der Struktur des Untergrundes angepaßt, was den Tarnungseffekt erhöht. Interessanterweise ist unabhängig von der Lage des Körpers des Tintenfisches im Raum die schlitzförmige Pupille immer horizontal ausgerichtet. Tintenfische besitzen Saugnäpfe auf ihren Fangarmen, mit denen Beuteorganismen festgehalten werden können. Sie fressen vor allen Dingen Krebse, aber auch Fische und andere Tiere. - 17 - Muscheln Muscheln sind von der Ernährungsweise des Weidegängers, die als ursprünglich für die Weichtiere angesehen wird, zum Filtrieren übergegangen. Dabei wurde sowohl die Raspelzunge (Radula) zurückgebildet, als auch das Nervensystem und der Fuß. Der Fuß dient nicht mehr primär dem Kriechen, sondern ist ein Graborgan geworden. Die meisten Muscheln leben im Sediment und schauen bestenfalls mit ihren Einstromöffnungen aus der Bodenoberfläche heraus. Einige Formen haben sich aber speziell auf das Leben auf Hartsubstrat angepaßt. Diese Formen wie die Miesmuscheln (Mytilus edulis) bilden in einer speziellen Drüse in ihrem Fuß Eiweißfäden aus, mit denen sie sich am Untergrund (auch an anderen Muscheln) festheften können. Diese Eiweißfäden (ByssusFäden) erhärten, sobald sie in Seewasser gelangen und sind äußerst widerstandsfähig. Sie verhindern, dass die Muscheln durch Räuber, Wind und Wellenbewegungen abgerissen werden können. Schnecken Die Schnecken zeigen viele Merkmale der ursprünglichen Weichtiere. Sie kriechen mit ihrem Fuß über den Untergrund, raspeln mit ihrer Raspelzunge Nahrung vom Untergrund ab, sie haben ein kalkiges Gehäuse, einen langen Darm, eine Mitteldarmdrüse sowie mindestens 2 Kiemen als Atmungsorgane. Das ursprüngliche Weichtier hatte einen abgeflachten Fuß, mit dem es sich am Untergrund anheften und langsam an diesem entlang kriechen konnte. Das Kriechen erfolgte durch Muskelwellen des Fußes, Flimmerhärchen, die sich von vorn nach hinten bewegten, und einem speziellen Schleim, der von speziellen Drüsen gebildet wird. Beim Kriechen konnte das Tier durch Seitwärtsbewegung des Kopfes, Nahrung aufnehmen, indem es seine Raspelzunge, die auf einem knorpeligen Kissen in der Nähe der Mundhöhle saß, ausstülpte und mit den Zähnchen der Raspel den Algenbelag von Steinen und anderen Strukturen abraspelte. Dies war und ist sicher eine sehr effektive Kombination von Bewegung und Nahrungsaufnahme. Ein Tier, dass in dieser Form am Untergrund entlang kriecht ist jedoch schnelleren Freßfeinden schutzlos ausgeliefert- Die Weichtiere waren daher gezwungen, sich vor den Beutegreifern mit einer passiven Verteidigungsstrategie, der Schale, zu schützen. Sie überdeckt bei ursprünglichen Schnecken fast den ganzen Körper. Unter der Schale sind die verletzlichen Organe (die Kiemen, der Darm und das Herz) untergebracht. Bei Schnecken mit gedrehten Schalen kann der Körper vollständig in die Schale eingezogen werden und das Gehäuse wird durch den Gehäusedeckel (Operculum) verschlossen. Das Einziehen wird durch einen Rückziehmuskel (Spindelmuskel) bewirkt, der an der Schalenspindel ansitzt und tief in den Fuß hineinverläuft. Um sich vor größeren Feinden schützen zu können, mußten sich die Schnecken dicke Kalkschalen zulegen, die jedoch wiederum einen hohen Energieverbrauch bei der Bewegung zur Folge hatten. Durch die Entwicklung anderer Schutzstrategien bei einigen Schnecken konnte durch Reduzierung der Schale der Energieaufwand bei der Bewegung minimiert werden. Es entstanden Nacktschnecken, bei denen die Schale vollständig oder überwiegend reduziert ist. Diese Schnecken "verteidigen" sich gegen ihre Freßfeinde, indem sie Nahrung aufnehmen, die für diese giftig oder abschreckend ist. Einige Schnecken, wie die Pyjamaschnecke, ernähren sich von Schwämmen, die Giftsubstanzen enthalten. Andere, wie die Fadenschnecken, fressen ganz überwiegend Nesseltiere, deren Nesselkapseln sie aufnehmen, ohne das diese ausgelöst werden. Sie transportieren die Kapseln durch einen bis heute nicht geklärten Mechanismus durch - 18 - ihre Darmwand in ihre Kiemenanhänge, Dort werden sie in die Haut eingebaut und können dann wieder - genau wie bei den Beuteorganismen, den Nesseltieren - als Schutzstruktur funktionieren. Sie können abgefeuert werden und die Haut eines möglichen Angreifers vernesseln. Um einen möglichen Angreifer schon von Weitem darauf aufmerksam zu machen, dass man ein Organismus ist, den man besser zufrieden läßt, sind die meisten dieser Nacktschnecken grell gefärbt und warnen so vor dem Kontakt oder Fressen. Spätestens nach dem ersten Kontakt mit so einem farbigen Ungeheuer wird ein Freßfeind seine Lektion begriffen haben und Nacktschnecken mit grellen Farben in Zukunft meiden, Nesselkapseln, die von Schnecken aufgenommen und dann zur eigenen Abwehr genutzt werden, nennt man übrigens "gestohlene Kapseln" oder "Cleptocniden". Krebse Krebse gehören mit den Insekten und Spinnentieren in die Gruppe der Gliederfüßer. Diese Gruppe ist charakterisiert durch einen Außenpanzer, der den Körper bedeckt und hart ist. Der Panzer muss beim Wachsen in regelmäßigen Abständen gehäutet werden. Der Körper und die Extremitäten der Gliederfüßer sind gegliedert. Krebse lassen sich in 2 Gruppen einteilen: Die höheren Krebse, zu denen u.a. die Krabbe und der Hummer gehören und die niedere Krebse mit Gruppen wie den Ruderfüßern, den Wasserflöhen und den Seepocken. Krebse haben ihre Hauptverbreitung im Meer. Es gibt jedoch auch sehr viele Süßwasserformen. Das Leben der meisten Krebse beginnt mit einer planktischen Phase und die größeren Formen gehen erst nach einigen Wochen zum Bodenleben über. Viele Krebse, wie die meisten Ruderfußkrebse oder die Leuchtgarnelen, leben dauerhaft im freien Wasser. Strandkrabbe (Carcinus maenas) Die Krabben sind Vertreter der Kurzschwanzkrebse. (Das, was man als Krabben kauft und isst, sind zoologisch-systematisch Garnelen und keine Krabben.) Bei ihnen ist der Hinterleib verkleinert und unter den eigentlichen Körper geschlagen, gestielte Augen, die für viele Krebse typisch sind sowie die ersten echten Laufbeine, die zu Scheren umgebildet sind. Auf der Unterseite des Tieres zwischen den Augen liegen die komplizierten Mundwerkzeuge, mit denen die Nahrung zerkleinert wird. Hummer Der Hummer gehört zu den Langschwanzkrebsen, Bei ihnen ist der Hinterleib noch voll ausgebildet und zeigt beim Hummer deutlich eine Segmentierung. Der Vorderkörper, der auch die 8 Laufbeine und die beiden großen Scheren trägt, ist auf dem Rücken mit einem einheitlichen Panzer versehen. Das Tier endet mit einem Schwanzfächer, der aufgeklappt werden kann und schnell nach unten geschlagen wird, wenn der Hummer flieht. Hummer erreichen eine beachtliche Größe von bis zu 60 cm. Die Kraft ihrer Scheren reicht aus, um Finger abzuzwicken. Seepocke Auch die Seepocken gehören zu den Krebsen. Sie sind allerdings zur festsitzenden Lebensweise übergegangen. Die Tiere leben als Larven im Plankton, durchlaufen dann eine Metamorphose und bilden nach dem Übergang zum Substratleben den typischen Kalkpanzer aus. Ihre Beine werden zu Fangorganen, mit denen Plankton aus dem Wasser geseiht wird. Zur Befruchtung haben die Männchen, die ja nicht mehr aktiv nach den Weibchen suchen können, einen teleskopartig ausführbaren Penis, der das zehnfache der Körperlänge erreichen kann und mit denen sie benachbarte Seepocken weiblichen Geschlechts begatten können. - 19 - Ruderfußkrebs Ruderfußkrebse gehören zu den wichtigsten Gruppen des marinen Plankton. Die meisten Formen sind winzig klein, haben aber als Nahrungsgrundlage für verschiedene Planktonfresser eine große Bedeutung. Stachelhäuter Seesterne und Seeigel Seesterne und Seeigel gehören zu den Stachelhäutern. Sie sollen uns als 2 Beispiele für diese Tiergruppe dienen. Allerdings ist die Gruppe der Stachelhäuter so heterogen, dass wir in praktisch jeder eine Vielzahl spezieller Anpassungen an den jeweiligen Lebensraum und die Lebensweise finden. Seesterne sind Räuber, die sich von Muscheln, anderen Tieren, aber auch von Aas ernähren können. Wie die anderen Stachelhäuter verfügen sie über ein Wassergefäßsystem. Dieses System steht mit einer Siebplatte mit dem umgebenden Wasser in Verbindung. Das Wasser wird über einen Ringkanal, der den Mund umgibt, und Seitenkanäle, die in die Arme ziehen, verteilt. Das System endet in Füßchen, die mit einem Saugnapf versehen sind. Dort, wo diese Füßchen an den Seitenkanälen entspringen, sitzen Blasen. Mit diesen Blasen kann Wasser in die Füßchen gepumpt werden, wodurch diese sich strecken. Das Ende wird aufgesetzt, das Bläschen erschlafft und der Saugnapf saugt sich am Untergrund fest. Mit vielen hunderten dieser Füßchen kriechen die Seesterne (aber auch die Seeigel und Seegurken) über den Meeresboden. Mit diesem Wassergefäßsystem wird ein physikalisches Prinzip eingesetzt, bei dem mit wenig Muskelkraft eine große Dauerleistung erzielt wird. Dieses System kann effizient z.B. gegen Muscheln eingesetzt werden, die ihre Schalenklappen mit einem Muskel verschließen, der mit der Zeit jedoch erlahmt. Gibt der Schließmuskel einer Muschel nach, entläßt der Seestern Verdauungssubstanzen aus seinem Darmkanal in sein Opfer, löst es außerhalb des eigenen Körpers auf, stülpt dann seinen Magen aus und resorbiert die Nahrung außerhalb seines eigenen Körpers. Dazu werden große Teile des Magens durch die Mundöffnung wie ein umgekehrter Handschuhfinger nach außen gekehrt. Die letzte Verdauung erfolgt in den Darmblindsäcken, von denen jeder Arm normalerweise 2 enthält. Die verdaute Nahrung wird über den After auf der Oberseite ausgeschieden. Die Siebplatte, durch die Wasser in das Gefäßsystem aufgenommen werden kann, ist als sternförmiger heller Fleck auf der Oberseite des Seesterns zu erkennen. Seeigel haben ein noch kräftiger ausgebildetes Kalkskelett als die Seesterne. Sie besitzen Stacheln, die auf Platten stehen, die von einer Haut überzogen sind. Zwischen den Stacheln, die in 5 vertikalen Reihen über den Körper laufen, sitzen Greifer (Pedicellarien), die ebenfalls der Verteidigung dienen. Stacheln und Greifer können mit Giftdrüsen versehen sein. Zwischen den Panzerbereichen des Seeigels, die die Stacheln tragen, sind Bereiche, die Poren aufweisen. Dies ist besonders gut bei einem leeren Seeigelgehäuse zu erkennen. Durch die Poren münden wie beim Seestern die Füßchen des Wassergefäßsystems nach außen. Auch hier gibt es eine Siebplatte, einen Kanal von oben nach unten, einen den Darm umgebenden Ringkanal und die Längskanäle mit den Saugfüßchen. Im Gegensatz zu den Seesternen sind die Seeigel Allesfresser und ernähren sich vorwiegend von Wasserpflanzen, aber auch von Aas. Sie verschmähen auch lebende Beute nicht, soweit sie sie bekommen. Sie haben einen komplizierten Kieferapparat ausgebildet (die Laterne des Aristoteles), dessen Enden man auf dem Bild rechts sieht. Mit diesen 5 Kalkzähnen können sie ihre Nahrung zerkleinern. Seeigel laufen über den Untergrund, um Nahrung zu suchen, können aber auch vorbeiflotierende Nahrung mit ihren Saugfüßchen - 20 - festhalten und dann zum Maul transportieren. Je nach dem Lebensraum und der Lebensweise der Seeigel besitzen diese lange, kurze, dicke oder dünne Stacheln. Schlangenstern Die Schlangensterne sind von den Seesternen dadurch zu unterscheiden, daß sie eine runde, von den Armen deutlich abgesetzte Körperscheibe besitzen. Die Arme bestehen aus Wirbeln, die gegeneinander gelenkig bewegt werden können. Der Darmkanal ist auf die Körperscheibe beschränkt; er zieht nicht in die Arme ein und endet blind (kein After vorhanden). Schlangensterne ernähren sich von Kleinpartikeln am bzw. im Boden, können aber auch Plankton filtrieren. Seegurken Seegurken sind gurkenförmig langgestreckt. Sie sind bodenlebend und die meisten Arten, wie die hier abgebildeten, ernähren sich als Sedimentfresser von organischen Partikeln im Meeresboden. Einige Arten bilden eine Tentakelkrone am Vorderende aus, mit der sie Plankton aus dem Wasser filtrieren können. Im Enddarmbereich besitzen Seegurken Atmungsorgane, aber auch Schläuche, die sie bei Gefahr ausstoßen können und die wie Alleskleber fädenziehend erhärten. Haarstern Haarsterne sind die ursprünglichsten Stachelhäuter. Sie ernähren sich von Plankton. Die meisten heute vorkommenden Formen besitzen 12 Arme und können auf kleinen Füßchen (keine Saugfüßchen!), den Girren, laufen. Auf den gefiederten Fangarmen sitzen Rinnen, mit denen Plankton aus dem Wasser entnommen werden kann. Dazu werden die Fangarme quer zur Strömung gehalten. Die Strömung wird so verlangsamt und Partikel können festgehalten werden. Seescheiden • • Verwandte der Wirbeltiere; Larven mit Vorläufer der Wirbelsäule; erwachsene Tiere festsitzend; Einzeltiere oder Koloniebildend; Ernährung durch kompliziertes Filterorgan: Kiemendarm (Reusenähnliches Filtersystem) - eine Einstromöffnung (leitet Wasser durch den Kiemendarm) - eine Ausströmöffnung für planktonfreies Wasser; Ausscheidungs- und Geschlechtsprodukte; einzeln lebende Seescheide - koloniebildende Seescheiden alle Tiere einer Kolonie haben eine eigene Einströmöffnung, teilen sich eine gemeinsame Ausströmöffnung - 21 - Fische Fische - Körperform und Anpassung Oft ist es für den Anfänger schwierig, Fische unter Wasser sicher zu erkennen. Dabei sind oft Dinge wie die Körperform, der Stand, die Form und die Zahl der Flossen, der Verlauf der Seitenlinie, das Vorhandensein oder Fehlen von Barteln und die Größe der Augen wichtigere Kriterien für die Erkennung als die teilweise saisonal variierende Farbe. Erkennungsmerkmale • Zahl und Stellung der Flossen • Lage der Nasenöffnung • Verlauf der Seitenlinie • Form des Kiemendeckels • Körperform und -proportionen • Größe / Stand des Auges • Vorhandensein bzw. Fehlen einer • Farbe und Hautmerkmale Bartel Entsprechend ihrer Lebensweise haben die verschiedenen Fische unterschiedliche Körperformen angenommen. Ein jagender Dauerschwimmer wie der Thunfisch oder die Makrele sind z.B. torpedoförmig und besitzen große Mengen an Ausdauermuskulatur und einen großen Schwanz. Lauerjäger wie der Barrakuda sehen ähnlich aus wie die Hechte im Süßwasser. Bei ihnen ist beispielsweise die zweite Rücken- und die Afterflosse nach hinten in die Nähe der Schwanzflosse verschoben. Diese beiden Flossen wirken zusammen mit der Schwanzflosse beim schnellen Zustoßen als Antrieb. Schmetterlingsfische hingegen haben sich auf das exakte Manövrieren auf kleinem Raum spezialisiert, um mit ihrem langausgezogenen Röhrenmaul kleine Wirbellose aufpicken zu können. Sie erhöhen außerdem ihre innerartliche Signalwirkung im Korallenriff durch eine Vergrößerung der Körperfläche bei Seitenansicht, denn sie leben territorial, d.h. sie vertreiben alle Artgenossen mit Ausnahme ihres Partners aus dem Revier. Anpassungen an das Höhlenleben zeigen schlängelnde Räuber wie die Muräne. Hier sind die einzelnen Rückenflossen und die Schwanzflosse in Flossensäume übergegangen. Sie dienen nicht mehr dem Manövrieren, da die Bewegung schlängelnd erfolgt. Bodenlebende Lauerjäger wie der Krötenfisch können vergleichsweise schlecht schwimmen. Ihre nach unten gerichteten Flossen sind aber geeignet, um auf dem Boden sitzend, kleinere, kriechende Bewegungen zu vollführen. Alle diese Formen besitzen ein großes Maul, mit dem sie Beute geradezu einsaugen können. Ihr Darm ist extrem dehnbar und kann Beute aufnehmen, die fast der gleichen Körpergröße wie ihre eigene entspricht. Viele solche Lauerjäger besitzen Angelorgane, mit denen sie Beute anlocken können. Extrem bodenbezogene Fische sind die Plattfische, zu denen die Seezunge gehört. Sie haben sich im Verlaufe der Evolution (und ihrer Individualentwicklung) "auf die Seite gelegt" und sind so in der Lage, sich dem Boden unmittelbar aufzulegen, häufig sogar einzugraben. Viele Formen können ihre Farbe bzw. Körperzeichnung dem Untergrund anpassen und so fast völlig mit ihm verschwimmen. Sie ernähren sich von Kleintieren, die im oder auf dem Boden leben. Fische sind eine sehr vielfältige Tiergruppe - sowohl was ihre Körperform angeht, als auch im Bezug auf ihre Lebensweise und Systematik. Hai Die Haie gehören zu den Knorpelfischen. Ihr Skelett ist nicht verknöchert. Die Haut ist mit zahnartigen Schuppen versehen und fühlt sich beim Anfassen wie Sandpapier an. Ihre Unterseite ist meist hell, die Oberseite dunkler. Die Kiemen sind nicht durch Kiemendeckel geschützt; die (meist 5) Kiemenspalten liegen frei Das Maul liegt unter der Schnauzenspitze. Die Wirbelsäule zieht in die Schwanzflosse ein und endet erst kurz vor der Spitze des Schwanzes. Haie sind überwiegend Räuber, die sich ihre Beute im freien Wasser holen. Nur wenige sind zum Bodenleben übergegangen (z. B. Engelshai, Ammenhai). - 22 - Rochen Rochen sind Verwandte der Haie. Sie haben sich im Gegensatz zu diesen an das Bodenleben angepaßt und abgeplattet Von den Kiemenspalten liegt nur noch eine auf der Körperoberseite kurz hinter den Augen, die anderen auf der Unterseite. Die Atmung erfolgt durch diese eine Kiemenspalte, die geöffnet und geschlossen wird, um das Atemwasser so an den Kiemenbögen vorbeistreichen zu lassen. Rochen ernähren sich vor allem von wirbellosen Tieren, die auf oder im Meeresboden leben. Ihre Schwanzflosse enthält in vielen Fällen eine Giftstachel, mit denen sich die Tiere gegen Freßfeinde verteidigen können. Plattfisch Der Plattfisch ist hier als Beispiel für die Abwandlung der Körperformen vom Grundmuster der Fische gezeigt. In Anpassung an das Bodenleben hat sich die Körperform so verändert, dass der Fisch auf der Seite liegt. Beide Auge und das Maul sind auf die Körperoberseite verlagert- Nur eine Körperseite (die obere) ist in der Regel pigmentiert, die andere hell. Wie Plattfische haben auch viele andere Fische in Anpassung an die Lebensweise ihre Körperform und weitere Körpermerkmale (wie Farbe, Flossen, etc). verändert. Schildkröten und Meeressäuger Schildkröten und Meeressäuger sind Organismen, die vom Landleben zum Wasserleben übergegangen sind. Viele ihrer Organe sind dem Wasserleben angepaßt (z. B. Extremitäten sind zu „Flossen" umgewandelt). Andere zeigen jedoch noch die frühere Bindung an das Landleben (Luftatmung durch Lungen, Eiablage und Paarung an Land). • Meeresschildkröten sind wieder zum Leben im Wasser zurückgegangen. Sie haben ihre Körperform verändert (stromlinienförmig abgeflachter Körper, zu Flossen umgewandelte Beine) müssen aber zur Eiablage regelmäßig an Land kommen und vor allem zum Atmen in kürzeren Abständen auftauchen. • Robben gehören zu den echten Raubtieren unter den Wirbeltieren. Sie haben ihre Extremitäten zu Schwimmorganen umgewandelt, wobei die Hinterbeine die Hauptantriebsorgane sind. Die bei uns vorkommenden Seehunde bewegen sich an Land vor allem durch Muskelkontraktion ihres gesamten Körpers fort. Die Tiere ernähren sich vor allem von Fischen. Robbenbabys werden an Land geboren und gesäugt. Während der Aufzucht der Jungen benötigen die Tiere besondere Ruhe. Wale und Delphine sind zum im Leben im Wasser übergegangene Säugetiere. Die horizontal stehende Schwanzflosse (die tatsächlich dem Schwanz und nicht den Hinterbeinen entspricht !) ist das Hauptantriebsorgan. Mit den Brustflossen (Armen) wird gesteuert. Die Form ist torpedoförmig und damit optimal an das Leben und die Bewegung im Wasser angepaßt. Die Tiere besitzen eine dicke Fettschicht, die sie nach außen isoliert. Delphine leben in der Regel in Gruppenverbänden und jagen vor allem Fische. Sie sind, wie andere Walverwandte auch, in der Lage, sich durch Laute miteinander zu verständigen, und so ihr Jagd- und sonstiges Sozialverhalten zu koordinieren. Wie die anderen Meeressäuger auch müssen sie regelmäßig an die Oberfläche kommen, um Luft zu atmen. Seekühe gehören zu den Säugetiergruppen, die zum Leben im Wasser übergegangen sind. Die heute noch auf der Erde vorkommenden Seekühe verbringen einen Teil ihres Lebens im Süßwasser und wandern nur zu bestimmten Jahreszeiten wenn überhaupt - ins Meer ein. Sie ernähren sich von Pflanzen, die sie abweiden. Sie sind besonders zutraulich, sollten aber von Tauchern nicht angefaßt oder gestreichelt werden. • •
