Dienstag, 21. Juli 2009

Symbiosen im Korallenriff

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 geführt.
Die Tiere haben dabei Mechanismen der Kommunikation und gegenseitigen Anpassung entwickelt, wobei eine der häufigsten Formen die Symbiosen (sym[gr.] zusammen und bios [gr.] leben) darstellen. 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:

Kommensalismus
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.
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.
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. 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.

Weder Mund, Magen noch einen Darm hat der 1- 2 cm lange Oligochaet Olavius algarvensis, der im anaeroben Sulfid enthaltenden Meeressediment sitzt – und trotzdem kann der Meereswurm sich ernähren, unterschiedliche Bakterien helfen ihm dabei. Die winzigen Einzeller sitzen in seiner Haut, liefern ihm Nährstoffe und entsorgen zugleich die Abfälle. Dabei greifen die Bakterien mit ihren Stoffwechselprodukten ineinander und unterstützen sich gegenseitig. Die Sulfat reduzierenden Schwefelbakterien sind in der Lage anaerob organische Substrate abbauen. Dabei dient ihnen Sulfat als Elektronenakzeptor und es bildet sich Schwefelwasserstoff (H2S in der sogenannten Sulfatatmung). Auf der anderen Seite stehen sogenannte Sulfidoxidierer (chemosynthetisch aktive Schwefelbakterien), die in der Lage sind, ihren Energiebedarf durch das oxidieren des für viele Tiere giftigen H2S zu decken. Sie oxidieren H2S durch Schwefelwasserstoff (S2-).  Die Summengleichung entspricht dann der Photosynthese und die Bakterien sind dadurch chemo-autotroph. Aus 6CO2 + 12 H2S entstehen dann Glucose C6H12O6 + 6H2O + 12S   Für die Meeresbiologin Nicole Dubilier ist der Wurm das Beispiel für eine Symbiose, für das Zusammenleben von Lebewesen. Die Wissenschaftlerin vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen leitet die Abteilung für Symbiose-Forschung. Jede Art – ob Tier oder Pflanze – arbeitet auf die ein oder andere Weise mit anderen Arten zusammen, sagt Dubilier.

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