Montag, 9. Dezember 2013

Leben im Korallenriff - Symbiosen

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Unter einer Symbiose versteht man das Zusammenleben unterschiedlicher Arten zum
Pygmeenseepferdchen sind perfekt an ihre Gorgonie angepasst
gegenseitigen Nutzen beider Partner. Da das Korallenriff die artenreichste Lebensgemeinschaft der Biosphäre bildet, fordert der gleichzeitige Mangel an Nährstoffen und Raum komplexe aufeinander abgestimmte Bevölkerungsmuster. Die hohe Artendichte hat daher stufenweise zu einer durch Konkurrenz um die knappen Ressourcen voneinander abgegrenzten zwischenartlichen Beziehung zwischen den Riffbewohnern auch hier in Bali geführt. Diese Symbiosen können bei unseren Tauchgängen mit unserem Amed Scuba Team entdeckt werden und diese Tauchgänge können von unserer Haubiologin in kleinen Vorträgen vorgestellt werden
Die Tiere haben bei der Symbiose Mechanismen der Kommunikation und gegenseitigen Anpassung entwickelt, wobei eine der häufigsten Formen die Symbiosen (sym[gr.] zusammen und bios [gr.] leben) darstellen.
Partnergarnele in ihrer Anemone
Eine Symbiose ist das Zusammenleben unterschiedlicher Arten zum gegenseitigen Nutzen. Nicht nur Lebewesen der selben Art schliessen sich zu Lebensgemeinschaften zusammen sondern auch artverschiedene Tiere gehen recht unterschiedliche, interspezifische Bindungen ein. Wichtig für die Definition der Symbiose ist, dass die Tiere nicht der selben Art angehören dürfen. Auch im täglichen Sprachgebrauch benutzt man das Wort Symbiose und meint damit ein Zusammenleben auf partnerschaftlicher Ebene. In der biologischen Definition müssen die Tiere jedoch verschiedener Art sein. Symbiose wird deutlich, wenn man all die verschiedenen Formen von Vergesellschaftung (Soziation) betrachtet und miteinander vergleicht und die unterschiedlichen Stufungen innerhalb der Lebensgemeinschaften vergleicht - vom Parasitismus über den Kommensalismus bis zum Mutualismus.
Parasitismus:
Langnasenbüschelbarsch mit seiner Gorgonie

Der Wirt wird vom Gast deutlich geschädigt
Kommensalismus:
Wörtlich "Tischgenossen" - der Wirt wird nicht erkennbar vom Gast geschädigt
Mutualismus:
Zusammenleben mit gegenseitigem Nutzen
Aber auch bei einer gut eingespielten Symbiose handelt es sich um ein stetiges Konkurrenzverhältnis zwischen den beteiligten Arten.
Es lassen sich drei Symbiosetypen einordnen:
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Kommensalismus
 
Schiffshalter auf Blaupunktrochen
Hier ist der Nutzen nicht gegenseitig, sondern eine Art profitiert von der gemeinsamen Beziehung, die andere erleidet keinen Schaden, z.B. bei dem Schiffshalter (Echeneis naucrates). Sie heften sich mit ihrer Rückenflosse, die morphologisch zu einer Saugscheibe auf Vakuumbasis umgeformt ist, an einen größeren Fisch. Hier entsteht eine Nahrungs- und Schutzgemeinschaft von der der Schiffshalter profitiert. Das Ausmaß des Nutzens den die Partner aus der symbiotischen Assoziation ziehen ist häufig – zumal unter Wasser – wegen der komplexen Wechselwirkung schwer zu erkennen. So wurde später erst festgestellt, dass auch der Wirt von dieser Symbiose profitiert, da er von Parasiten befreit wird. Daher spricht man in diesem Fall eher von einer fakultativen Symbiose.
Kardinalsbarsch im Seeigel
Der kleine Barsch legt in den Seeigel seine Eier, wo diese vor Fressfeinden durch die langen Stacheln geschützt werden. Es ist bisher nicht bekannt, dass der Seeingel von dieser Symbiose einen Vorteil hat.
Abgesehen davon, dass die Kategorisierung komplexer Phänomene schwierig ist, hängt eine Einordnung nicht zuletzt vom jeweiligen Forschungsstand ab.

Fakultative Symbiose
Bei der fakultativen Symbiose ziehen beide Partner Nutzen aus der Beziehung. Sie sind jedoch nicht aufeinander angewiesen.
Z.B. der Putzerfisch (Labroides dimiatus)
In einer speziellen Putzerstation reinigt der Putzerfisch andere Arten von Fischen von Parasiten. Auch wenn der Ort stabil bleibt, wechseln doch die Fische, die kommen, um sich putzen zu lassen. Eingeleitet wird der Vorgang durch spezielle Schlüsselreize der beiden Tiere, wobei der Putzerfisch zur Einleitung einen ganz bestimmten Tanz aufführt, der dem anderen Fisch signalisiert, dass er zum Reinigen bereit ist.
Wimpelfische reinigen die Mondfische
Dieses Verhalten des Putzerfisches macht sich auch der Parasit Aspidontus taeniatus zu nutze. Dieser falsche Puterfisch sieht dem echten zum verwechseln ähnlich und imitiert sein Vorbild perfekt. Auf diese Weise kann er sich seinem Wirten nähern, ohne dass dieser Verdacht schöpft. Der Parasit tanzt, bis der Wird sich entspannt aufstellt und bereit zum reinigen ist, dann nähert sich der Parasit, um ein Stück Fleisch aus ihm heraus zu beißen ( Batesische Mimikry).

Obligate Symbiose
Eine obligate Symbiose findet sich im Zusammenleben zwischen Zooxanthellen und ihrem Korallenpolypen. Hier ist keiner der beiden Symbiosepartner mehr in der Lage ohne den anderen auf Dauer zu überleben. Wenn man die Korallenstöcke, Anemonen und Schwämme näher betrachtet, so nimmt man eine bräunlich-grünliche Färbung war. Die Ursache dafür sind die sogenannten Zooxanthellen
RANDALL'S SHRIMPGOBY
(Amblyeleotris randalli)
(verschiedene Symbiodinium Arten). Diese winzigen gelbbraunen einzelligen Algen leben photoautotroph und produzieren mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser im Prozess der Photosynthese Zucker und Sauerstoff und vermehren sich in den Zellen der riffbildenden Korallen. Sie versorgen die Riffbildenden Korallen unter anderem mit ihrem Abfallprodukt Zucker. Ein Korallenpolyp hat einen Zooxanthellenbestand von ca. 1 Million Algenzellen pro cm². Überzählige Algen werden abgestossen. Juvenile Korallen müssen zuerst mit den Zooxanthellen infiziert werden, hingegen geben lebendgebärende Korallenarten ihren Larven ihren Symbionten die Zooxanthelle bereits mit.
Bei der sogenannten Endosymbiose handelt es sich um die engste aller Symbioseformen. Algen und tierische Zellen stehen in einem regen Nährstoffaustausch. Verschiedene Produkte wie Zucker, Glyzerin und Aminosäuren werden von den Polypen übernommen und in die körpereigene Struktur teilweise mit eingebaut. Zooxanthellen sind von immenser Bedeutung für das gesamte Korallenriff, denn ohne die zusätzlichen Nährungsstoffe, die sie erzeugen können viele Korallen nicht überleben.
Bei der sogenannten Korallenbleiche (Bleaching) stossen die Korallen die mit ihnen in Gemeinschaft lebenden Zooxanthellen ab und verliert dadurch ihre Farbe. Es konnte beobachtet werden, dass Korallen ab Temperaturen von 29°C mit teilweisem ausbleichen reagieren, ab 32°C werden alle Algen innert weniger Stunden abgestoßen. Das hängt mit dem durch den Anstieg der Temperatur erhöhten Photosyntheseleistung (RGT- Regel) zusammen. Die Zoochlorellen erzeugen zu viel Sauerstoff und das Wasser um die Koralle wird dadurch zu sauer und würde das Kalkgerüst der Riffbildenden Koralle angreifen. Längerdauernde Erwärmungen der Ozeane können deshalb ganze Riffe gefährden. Zooxanthellen spielen zudem eine entscheidende Rolle bei der Kalkbildung selbst. Dies wird in dem Blogteil „Ein Dream-Team in Gefahr“ genauer beschrieben.
Nicht nur die hohe Artendichte eines Riffes hat stufenweise zu zwischenartlichen Beziehungen geführt sondern auch die unterschiedlichen Formen der Symbiosen haben zu dieser hohen Artendichte beigetragen. Dies führt zu schellen biologischen Nährstoffkreisläufen. Eine dieser engen Beziehungen umspannt die so genannte Mördermuschel (Tridacna sp.). Die Muschel lebt in fakultativer Symbiose mit autotrophen Zooxanthellen, die ihnen Farbe geben und sie mit Zucker aus der Photosynthese versorgen. Gleichzeitig lebt die Muschel aber auch kommensalistisch indem sie von einem roten Krustenschwamm (Mycale fistulifera) überzogen wird, auf dem wiederum in obligater Symbiose Polypen der Schirmqualle (Nausthoe sp.) wachsen. In dieser komplexen Beziehung sind auf engstem Raum vier Tierstämme sensibel miteinander vergesellschaftet.

Bei weiteren Fragen wendet Euch an Amed Scuba Bali.

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