Donnerstag, 23. Mai 2013

Symbiose und Antibiose im Korallenriff

In all works on Natural History, we constantly find details of the marvoelous adaption of animals to there food, their habits, and the localities in which they are found“ Alfred R. Wallace, Naturalist 1823 – 1913

Wallace, ein Zeitgenosse von Charles Darwin, nach dem die durch Indonesien verlaufende Trennlinie zwischen der Eurasischen und der Australischen Kontinentalplatte bezeichnet ist, forschte in Indonesien und stellte unabhängig von Darwin fest, dass eine Anpassung der Lebewesen an Ihren Lebensraum zu verzeichnen ist. Die sogennnante Walace Linie verläuft zwischen Bali und Lombok und lässt zwei zoologisch verschiedene Zonen und Lebensgemeinsachften aufeinander treffen, die hier in Indonesien eines der artenreichsten Korarallenriffe dieser Welt entstehen lassen.
Da das Korallenriff die artenreichste Lebensgemeinschaft der Biosphäre bildet, fordert der gleichzeitige Mangel an Nährstoffen und Raum komplexe aufeinander abgestimmte Bevölkerungsmuster innerhalb des resourcenarmen Korallenriffraumes. Die hohe Artendichte hat daher stufenweise zu einer durch Konkurrenz um die knappen Ressourcen voneinander abgegrenzte zwischenartliche Beziehung zwischen den Riffbewohnern geführt. Die Tiere die am Besten an ihren Lebensraum angepasst sind überleben und gelangen zur Fortpflanzung.
Die Tiere haben dabei Mechanismen der Anpassung, der Kommunikation und gegenseitigen Anpassung entwickelt. Eine der häufigsten Form des Zusammenlebens stellt die Symbiose (sym[gr.] zusammen und bios [gr.] leben) dar. Eine Symbiose ist ein gemeinsames Leben verschiedener Arten zum gegenseitigen 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:
  1. 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). Er heftet sich mit seiner 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 im Laufe der Forschung 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.
Abgesehen davon, dass die Kategorisierung komplexer Phänomene schwierig ist, hängt eine Einordnung nicht zuletzt vom jeweiligen Forschungsstand ab.

  1. Fakultative Symbiose
    Clownfisch mit Anemone
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.
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 Wirt sich entspannt aufstellt und bereit zum Reinigen ist, dann nähert sich der Parasit, um ein Stück Fleisch aus ihm heraus zu beißen ( Batesische Mimikry).

  1. 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. Dies wird in dem Blogteil „Ein Dream-Team in Gefahr“ genauer beschrieben.
Auster mit Bewuchs

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.

    4. Antibiose
Unter einer Antibiose versteht man das Zusammenleben von unterschiedlichen Arten, bei der der eine der Partner die Lebensäusserungen des anderen Partners einengt, sein Wachstum hemmt oder sogar seinen Tod verursacht.

Bei dem Kampf um die kanppen Resourcen im Korallenriff ist dies eine Möglichkeit potentielle Konkurrenten um den zur Verfügung stehenden Raum auszuschalten. Man kann diese Antibiosen auch in der zwischenartlichen Konkurrenz zwischen unterschiedlichen Korallen beobachten.
Die Antibiosen werden durch Substanzen verursacht, die demgemäß als Antibiotika bezeichnet werden. Marine Organismen produzieren eine Reihe antibiotisch oder giftig wirkender Substanzen. Diese werden während der Wachstumsphase ins Meer entlassen und hemmen potentielle Konkurrenten um die knappen Resourcen in ihrer Ausbreitung. Antibiosen lassen sich bei praktisch allen Organismen nachweisen, die ihre Oberfläche nicht mechanisch von Besiedlern freihalten können, wie bei Bakterien, Algen, Plankton, Schwämmen, Seescheiden, Seewalzen, Weich- und Hartkorallen und Gorgonien.
Schwämme zum Beispiel sondern Stoffe aus, die gegen Bakterien und Pilze wirken und auch Stoffe werden abgesondert, die die Zellteilung von Seeigel-Eiern hemmen.

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