Genannt "Fisch", aber nicht "Fisch": Die bescheidene Lanzette ist eigentlich ein "lebendes Fossil", das seit 500 Millionen Jahren lebt

1. Übersicht

Obwohl das Wort „Fisch“ im Namen der Lanzette vorkommt, handelt es sich nicht um einen echten Fisch. Es gehört zum Stamm Chordata und zum Unterstamm Cephalochordata. Dieser Unterstamm hat nur eine Klasse und eine Familie, nämlich die Klasse Amphioxus, Familie Branchiostoma, die zwei Gattungen, Amphioxus und Partial Amphioxus, mit insgesamt 25 Arten umfasst. Amphioxus steht zwischen den Wirbellosen und den Wirbeltieren, ähnelt aber eher einem Wirbeltier. Es handelt sich um eine Art, die in der Erforschung der Evolutionsgeschichte eine wichtige Rolle spielt.

Sie sind in tropischen und gemäßigten Gewässern weit verbreitet, insbesondere im Gebiet zwischen dem 40. nördlichen und dem 40. südlichen Breitengrad. Sie mögen Böden aus glattem Sand mit guter Durchlässigkeit und stabiler Oberfläche sowie flache Meere mit stabilem Salzgehalt und Wärme. Sie vergraben ihren Körper oft halb im Sand, sodass das Vorderende aus dem Sand herausragt, oder sie liegen auf ihrer linken Seite im Sand. Durch versetzte Kontraktion der Muskelsegmente an den Seiten ihres Körpers können sie kurzzeitig schwimmen. Sie sind Filtrierer und ihre Hauptnahrung besteht aus Thalassiosira, Sievella und Nitzschia.

Amphioxus

Über die Herkunft des Namens Lanzettfisch gibt es viele Legenden. Einer Geschichte zufolge verursachten Krokodile während der Zhenyuan-Zeit in der Gegend von Chaozhou eine Katastrophe und Han Yu wurde befohlen, die Krokodile zu beseitigen. Eines der Krokodile entkam nach Xiamen und nach seinem Tod verwandelten sich die Maden auf seinem Körper in Lanzettfischchen. Eine andere Geschichte besagt, dass Zhu Xi während der Song-Dynastie nach Xiamen ging und ein Krokodil mit einem „roten Stift“ tötete, woraufhin viele Lanzettfischchen im Sand erschienen, weshalb Lanzettfischchen auch als „Krokodilwürmer“ bekannt sind. Einer Geschichte zufolge führte Zheng Chenggong während der Ming-Dynastie seine Marine nach Xiamen und die Soldaten schütteten übrig gebliebenen Reis ins Meer, wodurch die Lanzettfischchen entstanden. einer anderen Geschichte zufolge war es ein Geschenk von Kaiser Wenchang an seine Gläubigen. Aufgrund seines Aussehens, das an beiden Enden spitz und in der Mitte breit ist, wird der Lanzettfisch in manchen Gegenden von Xiamen auch „tragender Stangenfisch“ oder „Silberthunfisch“ genannt. Das Wort „Wenchang“ könnte von der Ausspracheänderung von „Silberspeer“ stammen, die ihm eine mythische Farbe verlieh.

Die Körperform der Lanzettfische ähnelt ein wenig der von kleinen Fischen, wobei die Körperlänge im Allgemeinen zwischen 30 und 50 mm liegt. Es hat keinen erkennbaren Kopf, ist auf der linken und rechten Seite abgeflacht und durchscheinend, wobei die Myotome unter der Haut und die ventralen blockförmigen Gonaden undeutlich sichtbar sind. An der Bauchseite des vorderen Körperendes befindet sich eine trichterförmige Mundhaube, an deren Rand sich Mundhaubententakeln befinden, die mit Sinneszellen bestückt sind und beim Sichten der Nahrung eine Rolle spielen.

Der durchscheinende Körper der Lanzette

Amphioxus-Mundkappe

Der Körper der Lanzettfischchen wird von einer elastischen, stabartigen Struktur gestützt, die als Chorda dorsalis bezeichnet wird und durch den gesamten Körper verläuft. Die Rückenmuskulatur ist dick, während der Bauch dünn ist. Die Muskelsegmente an den Seiten des Körpers sind in einer „<“-Form angeordnet und der Körper weist eine offensichtliche Asymmetrie auf. Es besitzt kein Gehirn im eigentlichen Sinne, sondern lediglich eine leichte Schwellung am vorderen Ende des dorsalen Neuralrohrs; es hat kein Herz, sondern nur eine pulsierende Bauchaorta; Er hat keine paarigen Flossen, sondern nur Rücken- und Bauchflossen. Ersteres bezieht sich auf eine Flosse, die durch einen Vorsprung der Epidermis entlang der Mittellinie des Rückens gebildet wird, beginnend an der Schnauze; Letzteres bezieht sich auf die Ausbuchtung, die sich von der Rückseite der Peribranchialhöhle entlang der Mittellinie des Hinterleibs bis zum hinteren Ende erstreckt.

Linke Seitenansicht der Lanzette

(Foto aus Zhang Shicui, „Evolutionary Biology of Amphioxus: Tracing the Origin of Vertebrates“, leicht verändert)

2. Reproduktive Entwicklung

Amphioxus ist zweihäusig und besitzt 26 Gonadenpaare, die in der Körperhöhle beidseitig der Peribranchialhöhlenwand nach Körpersegmenten angeordnet sind. Bei Geschlechtsreife sind die Hoden weiß und die Eierstöcke hellgelb. Die Eier werden im Juni und Juli abgelegt, Laichen und Befruchtung finden abends statt. Reife Spermien und Eizellen werden durch die Brüche in der Gonadenwand in die Peribanchialhöhle freigesetzt und dann ins Meerwasser abgegeben, wo der Befruchtungsprozess abgeschlossen wird.

Der Entwicklungsprozess der Lanzettfischchen durchläuft verschiedene Stadien wie befruchtete Eizelle, Morula, Blastozyste, Gastrula und Neurula. Nach etwa 20 Stunden ist die embryonale Entwicklung der Lanzettfischchen im Wesentlichen abgeschlossen und die mit Flimmerhärchen bedeckten Larven durchbrechen die Eihülle und bewegen sich im Meerwasser. Zu dieser Zeit neigen sie zur vertikalen Migration, wobei sie tagsüber zum Meeresboden und nachts an die Oberfläche schwimmen. Nach etwa drei Monaten sinken die Larven zur Metamorphose auf den Meeresboden und es entsteht ein Vorraum. Durch die Entstehung sekundärer Kiemenleisten nimmt die Zahl der Kiemenspalten zu und die ursprüngliche Öffnung direkt außerhalb des Körpers wird zu einer Öffnung in der Peribranchialhöhle. Die Körperlänge eines einjährigen Lanzettfischchens beträgt etwa 40 mm, seine Keimdrüsen sind ausgereift und es kann sich noch im selben Jahr fortpflanzen. Die Lebensdauer von Lanzettfischchen beträgt fast drei Jahre und sie können sich im Laufe ihres Lebens dreimal fortpflanzen.

3. Brücke

1. Ursprung des Gehirns

Darwin erwähnte in „Die Entstehung der Arten“, dass die Entstehung jeder Art unzählige Zwischenstadien durchlaufen muss, was bei Lanzettfischchen sehr deutlich wird.

(II) Lichtempfindliche Struktur

Zu den Photorezeptoren am Körper der Lanzettfische gehören Frontalaugen, Lamellenkörper, Joseph-Zellen und dorsale Ocellen. Daher können Lanzettfischchen nicht nur schnell auf Lichtreize reagieren, sondern auch verschiedene lichtabhängige Verhaltensweisen aufweisen. Beispielsweise neigen Lanzettfischlarven dazu, sich tagsüber auf dem Meeresboden zu bewegen, und wenn das Licht nach Sonnenuntergang schwächer wird, neigen die Larven dazu, sich auf der Wasseroberfläche zu bewegen.

Das vordere Auge ist eine wichtige lichtempfindliche Struktur bei Lanzettfischchen. Bei Untersuchungen auf molekularbiologischer Ebene haben Wissenschaftler entdeckt, dass Fruchtwasser nicht nur wichtige Transkriptionsfaktoren enthält, die mit der Entwicklung von Netzhautneuronen und des retinalen Pigmentepithels bei Wirbeltieren in Zusammenhang stehen, sondern dass diese auch in den Frontalaugen exprimiert werden. Basierend auf Genexpressionsmustern sind die Frontalaugen im Fruchtwasser homolog zu den Stäbchen und Zapfen der Wirbeltiere und könnten die Photorezeptorzellen des gemeinsamen Vorfahren der Wirbeltiere darstellen.

Die Lamellenkörper sind homolog zum Zirbelorgan der Wirbeltiere. Die anderen beiden Photorezeptoren, dorsale Ocellen und Joseph-Zellen, bestehen aus stäbchenförmigen Photorezeptorzellen, die typische visuelle Photorezeptorzellen von Wirbellosen sind.

(III) Myometrium

Die Myomere des Amphioxus sind von vorne nach hinten sauber in einer „<“-Form angeordnet und durch das aus Bindegewebe gebildete Myometrium ohne jegliche Veränderungen getrennt. Auch die Muskeln kieferloser Wirbeltiere (wie etwa Neunaugen) bestehen aus Myomeren mit ähnlicher Struktur. Daher werden die Myomerommerkmale von Amphioxus als der ursprüngliche Myomeromzustand der Vorfahren der Wirbeltiere angesehen.

Vergleich der Myometriumstruktur zwischen Amphioxus und Neunauge

(Foto aus Zhang Shicuis „Evolutionary Biology of Amphioxus: Tracing the Origin of Vertebrates“, leicht verändert)

(IV) Anhänge

Obwohl Amphioxus keine paarigen Flossen oder Gliedmaßen hat, finden sich bei Amphioxus die Prototypen vieler Faktoren und Signalwege, die die Gliedmaßenbildung regulieren. Auch sind die Stellen, an denen Gene exprimiert werden, die die Bildung der Vordergliedmaßen steuern, auf ähnliche Positionen beschränkt wie bei anderen Wirbeltieren. Dies deutet darauf hin, dass die Bildung der Gliedmaßen zumindest im Stadium des Amphioxus begonnen hat.

Ursprung und Evolution der Präformationszone der Vordergliedmaßen bei Lanzettfischen, Neunaugen und Kiefermäulern

(Foto aus Zhang Shicui, „Evolutionary Biology of Amphioxus: Tracing the Origin of Vertebrates“, leicht verändert)

5. Knochenstruktur

Der Körper von Amphioxus enthält Kollagen, das dem von Wirbeltieren ähnelt. Die kollagenhaltige Gewebestruktur, ihr Genexpressionsmuster und der Genregulationsprozess der Knochenbildung bei Amphioxus weisen große Ähnlichkeiten mit dem Wirbeltierknorpel auf. Daher handelt es sich bei diesem kollagenhaltigen Bindegewebe wahrscheinlich um die Knochen primitiver Wirbeltiere.

4. Menschen und Amphioxus

Aufgrund seiner geringen Größe, seiner großen Legekapazität, der Möglichkeit zur künstlichen Befruchtung und seiner transparenten Embryonen eignet sich Amphioxus sehr gut als Versuchstier. Darüber hinaus spielt der Amphioxus eine wichtige Rolle bei der Erforschung der Herkunft und Evolution der Wirbeltiere. Amphioxus hat herausragende Beiträge zur Entwicklung von Wirbeltieren und ihren Gewebe- und Organsystemen sowie zur Erforschung der evolutionären Entwicklungsbiologie, der vergleichenden funktionellen Genomik und der vergleichenden Immunologie geleistet.

Andererseits haben Lanzetten einen hohen Gehalt an ungesättigten Fettsäuren und essentiellen Aminosäuren, sind reich an Nährstoffen, schmecken köstlich und haben einen gewissen wirtschaftlichen Wert. Xiamen war früher ein sehr wichtiges Fanggebiet für Lanzettfische, doch aufgrund menschlicher Aktivitäten und Umweltverschmutzung ist die Zahl der Lanzettfische stark zurückgegangen und heute sind sie ein national geschütztes Tier zweiter Klasse. Glücklicherweise war die künstliche Zucht von Lanzettfischchen sehr erfolgreich und in Zukunft werden Lanzettfischchen wahrscheinlich wieder auf den Esstisch zurückkehren.

Quellen:

Zhang Shicui, „Evolutionsbiologie des Amphioxus: Auf den Spuren der Entstehung der Wirbeltiere“

David Attenborough: Die Evolution des Lebens

Liu Lingyuns „Allgemeine Zoologie“, 4. Auflage

Wenn keine Quelle angegeben ist, stammen die Bilder aus dem Internet

Texter/Redakteur: Liang Liuhong

Dozent: Chu Qingzhu

Produzenten: Aquatic Biology Museum der Guangdong Ocean University, Chinesische Gesellschaft für Ozeanographie