Cycloglossum: Das Glück des „reichsten Tieres“ übersteigt Ihre Vorstellungskraft!

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Autor: Komeichiren

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Verglichen mit der Nahrungs- und Kleidungsvielfalt der menschlichen Gesellschaft sind die meisten Tiere in der Natur sehr „arm“. Sie können sich nicht einmal die Grundversorgung mit Nahrungsmitteln und Wasser sichern und leiden häufig Hunger. Sie müssen den Großteil ihres Lebens mit der Nahrungssuche und der Vermeidung natürlicher Feinde verbringen und verfügen über kaum eine nennenswerte Lebensqualität.

In der Natur gibt es jedoch eine Gruppe von Meeresschnecken namens „Sacloglossa“, die über unbegrenzte Nahrung verfügen. Es gibt keine Tiere, die mit ihnen um Nahrung konkurrieren, und sie werden auch nicht von anderen Tieren gefressen. Über Lebensprobleme müssen sie sich überhaupt keine Gedanken machen. Man kann sagen, dass sie die „reichsten“ Tiere sind. Wie glücklich wird ihr Leben sein?

Der reichste Mann hat auch eine Geschichte als Unternehmer – er wäre fast gestorben, als er Gras und Schlamm aß

In der menschlichen Gesellschaft haben viele erfolgreiche Unternehmer eine Startphase durchlaufen, in der sie bei Null angefangen haben. Der „reichste Mann“ der Natur – die sackglänzende Meeresschnecke – bildet hier keine Ausnahme.

Während der Jurazeit waren die sackartigen Meeresschnecken das reinste Elend. Sie gehören zur Klasse der Gastropoda der Weichtierklasse und sehen aus wie Schnecken, sind jedoch kleiner und haben kein dickes Gehäuse. Stattdessen haben sie eine große, dünne, zylindrische Schale, die wie eine dünne Blase aussieht. Aufgrund dieser körperlichen Eigenschaft ist es für ihn schwierig, einem Angriff zu widerstehen, und die einzige Möglichkeit zu überleben besteht darin, sich in den Sand einzugraben, um Raubtieren zu entgehen.

Sandboden ist kein fruchtbarer Ort und dort sind die einzigen zwei Nahrungsarten, die den sackleuchtenden Meeresschnecken leicht zur Verfügung stehen, wahrscheinlich: die Exkremente anderer Tiere und Nahrung, die kein Tier fressen möchte. Dennoch gibt es noch immer viele benthische Organismen wie Würmer, Stachelhäuter und andere Schnecken, die mit ihnen um die Nährstoffe im Abfall konkurrieren.

Daher waren die frühen Cystoglossi auf die Nahrung beschränkt, die die meisten Tiere nicht mochten: die unterirdischen Teile harter, filamentöser Algen (Udoteaceae).

Die Kalkfächeralge gehört zu den grünen Kalkalgen, einer ganz besonderen Algenart. Sie können eine Größe von über 10 cm erreichen, es handelt sich jedoch um Einzeller, das heißt, der gesamte Algenkörper besteht aus einer einzigen riesigen Zelle. Diese Riesenzelle hat eine harte, verkalkte Zellwand und speichert Kalziumkarbonat in ihrem inneren Gewebe, wodurch sie so hart und ungenießbar wie Korallen wird. Daher können sich nur wenige Tiere von Calcifera ernähren.

Calcium

(Bildquelle: iNaturalist)

Glücklicherweise sind die Beutelglossiden zwar schwach, aber gut zum Nagen. Zwar entwickelten die Vorfahren der Cystoglossida kleine dreieckige Zähne, die härter und schärfer waren als die Zähne gewöhnlicher Weichtiere, doch die Kalkalgen waren zu hart, und sie konnten nur dann eine Lücke schaffen, indem sie langsam einen Teil der Zellwand der Kalkalgen abkratzten und das Zytoplasma im Inneren auffraßen.

Leider bleibt das Calcitrinum nicht einfach dort sitzen und wartet auf den Tod. Nach einem Angriff übernehmen ihre Chloroplasten die Aufgabe von Thrombozyten: Die Chloroplasten der Algen sind dick, hart, elastisch und schwer verdaulich und können den Spalt schnell verstopfen und einen Wundpfropf bilden. Anschließend scheiden die Kalziumfächeralgen schnell Kalzium aus, um die Zellwand wieder aufzubauen und den Abfluss von Zytoplasma zu verhindern.

Angesichts der „Abwehrreaktion“ der Kalkfächeralgen konnten die frühen Beutelzungen nur einige Chloroplasten, Wundpfropfen und Zytoplasma anknabbern, bevor die Lücke heilte. Diese Dinge waren nicht leicht zu verdauen, aber sie mussten sie widerwillig akzeptieren, um zu überleben.

Die Radula der Weichtiere ist mit einer Vielzahl kleiner Zähne besetzt, mit denen man wie mit einer Feile kauen kann.

(Bildquelle: Wikiwand)

Dennoch wird es immer noch andere hungrige Tiere geben, die mit den Cystoglossida konkurrieren. Auch einige andere Gastropoden, Stachelhäuter und Fische können mit ihren großen Körpern und scharfen Zähnen die körperlichen Abwehrkräfte des Calcitoninus zerstören. Es ernährt sich auch von Kalkalgen.

Unter den kombinierten Auswirkungen von Naturkatastrophen und biologischer Prädation verschwanden die fadenförmigen Kalkalgen nach und nach, und auch die frühen Zysten, die sich von ihnen ernährten, verloren eine wichtige Nahrungsquelle und mussten in der Folge ein Leben in Hunger führen.

Von den frühen Cystoglossiden ist heute nur noch die Familie der Cylindrobullidae übrig, die noch immer den Meeresboden nach seltenen Algen als Nahrung absucht. Aufgrund der Nahrungsknappheit sind Art und Anzahl der Säulenschnecken sehr begrenzt.

Die Familie Cylindrobullidae ist die primitivste und älteste Familie der Sacloglossa und durch sie können wir uns vorstellen, wie die frühen Sacloglossa aussahen. Bildnachweis: Marshallinseln

Angesichts von Katastrophen und Hungersnöten blieben einige Beutelzahnaffen jedoch nicht untätig und warteten auf den Tod. Sie versuchen, sich aus dem Sand zu graben und nach neuen Nahrungsquellen zu suchen. Die harte Arbeit zahlte sich aus, die Sacglossum fanden schließlich die Farnalge und hatten von da an eine unauflösliche Bindung mit ihr.

Wer kann es mit dem „Chemiemeister“ Farn aufnehmen?

Die Struktur von Caulerpa ähnelt der von Chlorella. Beide sind große einzellige Organismen mit einer Zellwand, die das Zytoplasma umschließt. Ähnliche Strukturen sind für die Beutelzungen eine wichtige Hilfe bei der Anpassung an neue Nahrung.

Anders als grüne Kalkalgen, deren Zellwände verkalkt sind und die sich durch physikalische Maßnahmen gegen Fressfeinde wehren müssen, sind Farnalgen weich und leicht zu fressen.

Farne nutzen Xylan und Mannan auf innovative Weise als Zellwände, um ihnen strukturelle Unterstützung und physischen Schutz zu bieten. Allerdings gibt es nicht bei allen Tieren symbiotische Mikroorganismen, die Xylan oder Mannan zersetzen können. Die aus diesen beiden Polysaccharidarten bestehenden Zellwände ähneln einer Schicht Plastikfolie und sind nahezu unverdaulich. Nach dem Verzehr verschwinden sie am nächsten Tag, genau wie Enoki-Pilze.

Selbst mit scharfen Zähnen fällt es dem Verdauungssystem von Tieren schwer, Nährstoffe durch die äußere Zellwand zu befördern. Das bedeutet, dass Tiere, die auf Nagen angewiesen sind, aber die Zellwand nicht vom Zytoplasma trennen können, diese nicht als Hauptnahrungsquelle nutzen können.

Seetrauben der Gattung Caulerpa (Caulerpa lentillifera)

(Bildquellen: Kostenlose Vektoren, Stockfotos und PSD)

Gleichzeitig sammeln sich Farnalgen an und scheiden Farngifte aus, die den Ciguatera-Toxinen ähneln. Diese Giftstoffe sammeln sich um die Algen herum und ihre Konzentration ist so hoch, dass sie durch Meerwasser nur schwer verdünnt werden können. Auf diese Weise können die Farnalgen Tiere und Pflanzen, die sich ihnen nähern, vertreiben und vergiften, und ihre Giftigkeit und ihr Geruch lassen Pflanzenfresser „vor Angst schaudern“.

Sofern es nicht wirklich keine andere Nahrung gibt, wird kein Tier die Farnalgen fressen wollen, die große Mengen Giftstoffe absondern. Und andere Algen können mit den giftigen Farnalgen nicht konkurrieren, was dazu führt, dass die Anzahl der Farnalgen sehr groß ist. Anders ausgedrückt: Sobald ein Tier diese beiden Schwierigkeiten überwunden hat, steht ihm eine unbegrenzte Nahrungsquelle zur Verfügung.

Unter der Makrolinse können Sie das innere Zytoplasma und die Chloroplasten der Farnalgen sehen, die von der Zellwand umhüllt sind.

(Bildnachweis: Vaucheria litorea – AquaPortail)

„Die auserwählte Pflanze“ – Hand in Hand vorwärts

Die Cystoglossidae sind mit diesem Vorteil gesegnet. Die ursprüngliche Nahrungsaufnahme der Cystoglossidae bestand darin, die Zellwände abzukratzen und die darin enthaltenen Chloroplasten und das Zytoplasma zu fressen. Daher haben die Zellwandbestandteile der Farnalgen kaum Einfluss auf sie.

Das Zytoplasma von Farnalgen ist jedoch hochviskos und schwer fließfähig, und es ist schwierig, durch langsames Ausschleifen einer Lücke genügend Zytoplasma herausfließen zu lassen. Zu diesem Zweck entwickelten die Sakralzungen eine einzigartig große, einspitzige, dolchförmige, bajonettförmige Radula und ein tonnenförmiges, muskulöses Mundwerkzeug, das zum Saugen geeignet war. Sie können mit ihren großen klingenartigen Zähnen direkt ein großes Loch in die Zellwand schneiden, dann ihre Mundwerkzeuge an dem Loch befestigen und das innere Zytoplasma heraussaugen.

Diese Art des Essens ähnelt dem Lutschen von Wackelpudding: Mit einer Klinge wird die Plastikfolie an der Oberseite geöffnet und mit einem Strohhalm wird die geleeartige Flüssigkeit im Inneren ausgesaugt. Für den Menschen scheint dies eine Selbstverständlichkeit zu sein, doch für die Sakralzungen reicht diese Fähigkeit aus, um sich von den vielen Tieren abzuheben, die nicht in der Lage sind, „den Deckel zu öffnen“ und das köstliche Essen allein zu genießen.

Die meisten lebenden Sacloglossa besitzen große, dolchartige Zähne, die Zellwände durchbohren und die darin enthaltenen Flüssigkeiten heraussaugen können.

(Bildquelle: Referenz [6])

Die Zysten haben außerdem einen wirksamen Weg gefunden, die tödlichen Giftstoffe zu überwinden, die von Farnen und Algen abgesondert werden.

Da sie die Aufgabe haben, Wundpfropfen zu bilden, sind die Chloroplasten der Farnalgen dickwandig und haben eine feste, hochelastische Außenmembran, die sie schwer verdaulich macht. Das schwache Verdauungssystem der Cystoglossidae kann sie nicht schnell verdauen, sodass die Chloroplasten nur lange im Verdauungstrakt verbleiben können.

Die unverdaulichen Chloroplasten dienen den Zystolithen jedoch zur Entfernung von Giftstoffen. Als Reaktion auf ihre eigenen Giftstoffe erhalten die Chloroplasten von den Algen ein „Gegenmittel“ – Enzyme, die die Giftstoffe der Algen bekämpfen und so verhindern, dass die Giftstoffe den Chloroplasten selbst schaden.

So kam es zu einer merkwürdigen Übereinstimmung zwischen den beiden. Nach dem Verzehr von Chloroplasten überleben die Chloroplasten aufgrund von Verdauungsstörungen für einen längeren Zeitraum im Körper. Während die Chloroplasten aktiv bleiben, geben sie das „Gegenmittel“ an die Beutelzunge weiter und nutzen weiterhin die Enzyme im Körper, um der Beutelzunge zu helfen, Giftstoffen zu widerstehen.

Eine langbeinige Schnecke, die sich von Seetrauben ernährt

(Fotoquelle: SEASLUG.WORLD)

Mit Hilfe der Chloroplasten haben die Zysten keine Angst mehr vor den Giftstoffen der Farnalgen. Sie können sie sogar in ihrem Körper isolieren, konzentrieren und verändern, sodass dieser giftig wird und Raubtiere abschreckt. Das Gift, mit dem die Farnalgen ihre Feinde vertreiben, wurde zur „Wunderwaffe“ des Sacglossum. Es gab keine Tiere, die mit ihnen um Nahrung konkurrierten, und kein Tier konnte sie fressen. Von da an erlebte das Sacglossum eine sichere, wohlhabende und glückliche Zeit.

Vergiss niemals die alten Gefälligkeiten und gehe Hand in Hand voran

Obwohl sie bereits „reich“ genug sind, scheint das Sacglossum den Grundsatz „Man darf den Brunnengräber nie vergessen“ zu verstehen und ist sehr bemüht, den Chloroplasten ihre Hilfe bei der Abwehr von Giftstoffen „zu vergelten“.

Einige Zystolithen gaben den Schutz ihrer Schalen auf und bauten in ihrem Körper ein „neues Zuhause“ für Chloroplasten. Sie werfen ihre Schalen ab und legen die Haut auf ihrem Rücken frei. Die Verdauungsdrüsen gehen aus einigen winzigen, verzweigten Tubuli hervor, die sich immer weiter verzweigen und bis zum Mantel auf dem Rücken reichen. Sie bilden eine verzweigte Struktur, die der menschlichen Lunge ähnelt und speziell zur Speicherung von Chloroplasten dient.

Mit dieser Struktur können die Chloroplasten weiterhin im Inneren der Röhre aktiv bleiben, weiterhin wie gewohnt Photosynthese betreiben, die Meeresschnecke mit Zucker als Nahrung versorgen und dazu beitragen, dass sie nach dem Verlassen des Zellkerns bis zum Ende ihrer natürlichen Lebensspanne länger Giftstoffen widerstehen können.

Durch die durchscheinenden Lamellen ist der körnige Chloroplastenspeicher im Inneren deutlich zu erkennen.

(Bildquelle: Nudibranch Domain)

Die beiden Lebensformen aus Pflanzen und Tieren scheinen in diesem Moment eine perfekte Verbindung eingegangen zu sein. Chloroplasten liefern den Zystolithen Energie und ermöglichen es ihnen, die Farne und Algen, wo sie leben, zu verlassen und mit ihren unbeweglichen Chloroplasten auf eine „spontane Reise“ zu gehen.

Nachdem sie Chloroplasten erworben hatten, die lange überleben konnten, probierten die schalenlosen Sackschwanzzungen eine große Anzahl neuer Nahrungsmittel aus. In diesem Prozess machten auch die Sackschwanzzungen eine Reihe adaptiver Entwicklungen durch und erreichten einen neuen technologischen Höhepunkt bei der Beibehaltung von Chloroplasten.

Die faltbare Grünblättrige Meeresschnecke (Elysia chlorotica) aus der Ordnung Cystagmus enthält Gene für Chloroplasten-assoziierte Proteine, die horizontal von Algen übertragen wurden. Dadurch ist sie in der Lage, Chloroplasten nachhaltig zu erhalten und ihnen eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer zu verleihen. Nachdem die Grüne Blatt-Seeschnecke Algen gefressen und die notwendigen Chloroplasten aufgenommen hat, kann sie weiterhin Chlorophyll produzieren, die Photosynthese aufrechterhalten und ihren gesamten Nährstoffbedarf decken.

Elysia chlorotica

Solarbetriebene Meeresschnecken werden zu selten, um sie zu erforschen

Die starke Fähigkeit zur Photosynthese verleiht der Familie der Strandmyrten auch eine pflanzenähnliche Eigenwilligkeit. Der Spaltrücken-Seekäfer (Elysia marginata) aus der Familie der Elysiaceae hat die Fähigkeit entwickelt, sich nach einem Kopfabriss durch Photosynthese zu regenerieren. Es kann seinen Kopf selbstständig aus einer kleinen, mit dem Körper verbundenen Rille lösen und am Kopf bleibt ein Teil des Bauchfußes hängen, sodass es krabbeln kann. In etwa 20 Tagen kann aus dem Kopf ein neuer Körper ohne Parasiten nachwachsen. Bevor sie ein Verdauungssystem entwickeln, sind Meeresschnecken auf die Photosynthese angewiesen, um Nährstoffe zu erhalten und eine perfekte Wiedergeburt zu vollziehen.

Dem gespaltenen Seekäfer wächst ein ganz neuer Körper

(Bildquelle: Tägliches Briefing: Meeresschnecken schneiden sich den Kopf ab, um einen neuen Körper wachsen zu lassen)

Abschluss

Wenn Sie essen möchten, öffnen Sie einfach den Mund und das Essen kommt zu Ihnen. Wenn Sie zu Hause bleiben möchten, wird Sie niemand stören. Sie können ohne Essen leben und müssen sich nicht beeilen, um Ihren Lebensunterhalt zu verdienen. Wenn Sie reisen möchten, können Sie einfach losfahren. Sie können jederzeit und überall mit unbegrenzter Energie „auf die Straße gehen“. Wenn Sie sich krank und schwach fühlen, können Sie es wegwerfen und durch ein neues ersetzen ... Sind Sie neidisch auf das Glück dieser kleinen Meeresschnecken?

Herausgeber: Ying Yike

Quellen:

[1]Jensen K R. Verhaltensanpassungen und Ernährungsspezifität von Hinterkiemerschnecken[J]. Ethologie, Ökologie & Evolution, 1994, 6(1): 87-101.

[2]Marín A, Ros J. Chemische Abwehrmechanismen bei Hinterkiemerschnecken der Sacoglossa: Taxonomische Trends und evolutionäre Implikationen[J]. Scientia Marina, 2004, Bd. 67, Nr. Ergänzung. 1, S. 227-241, 2004.

[3] Händeler K, Grzymbowski YP, Krug PJ, et al. Funktionelle Chloroplasten in Metazoenzellen – eine einzigartige Evolutionsstrategie im Tierleben [J]. Frontiers in Zoology, 2009, 6(1): 1-18.

[4] Hirokane Y, Miyamoto A, Kitaura J, et al. Phylogenese und Evolution der funktionellen Chloroplastenretention bei Sacoglossa-Seeschnecken (Gastropoda: Heterobranchia)[J]. Organisms Diversity & Evolution, 2022, 22(2): 419-429.

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[6]Takano T, Hirano YM, Trowbridge CD, et al. Taxonomische Klärung in der Gattung Elysia (Gastropoda: Sacoglossa): E. atroviridis und E. setoensis[J]. American Malacological Bulletin, 2013, 31(1): 25-37.