Was? Seeigel haben Zähne? Dabei wurden auch mehr als 40 Stahlpfeiler beschädigt?

Im Jahr 1953 erschien eine erstaunliche Meldung: In Kalifornien, USA, war die Hälfte der über 40 Stahlstützen eines Wellenbrechers zerstört; Das ist vielleicht keine große Sache, aber der Mörder, der diese Stahlsäulen zerstört hat, war tatsächlich ein Seeigel.

Darüber hinaus wurde der Bericht nicht von einer aufsehenerregenden Boulevardzeitung veröffentlicht, sondern von der Krone der wissenschaftlichen Forschung – Science.

Seeigel: Eigentlich bin ich das, der Seeigel! Pixabay

Stahl und Stein „fressen“

✦

Seeigel haben sehr gute Zähne und nagen an den Algen auf der Oberfläche der Felsen. Mit der Zeit fressen sie Löcher in die Felsoberfläche. Dieses Loch ist auch nützlich. Die Seeigel verkriechen sich einzeln darin, um nicht von den Wellen weggespült zu werden.

Nachdem die Stahlsäule im Meer platziert worden war, nagten Seeigel die Oxidschicht auf der Oberfläche weg und setzten das Metall der Korrosion durch das Meerwasser aus. Der Rost korrodierte weiter an der Stahlsäule, so dass sich darin Löcher bildeten (einige davon waren sogar 1 cm tief) und sie schließlich verschrottet wurde.

Wie stark sind die Zähne von Seeigeln? Ein Team, zu dem auch Michael P. Russell von der Villanova University gehörte, entwarf ein Experiment. Sie hielten die Seeigel in kleinen Käfigen und legten einen Stein hinein. Nach einem halben und einem Jahr maßen sie die Vertiefung auf dem Stein und den Gewichtsverlust. Die Ergebnisse zeigten, dass Seeigel recht gute Nager sind: Sie können jedes Jahr 32 Gramm mittelgroben Sandstein nagen.

Seeigel in kleinen Käfigen | Michael P. Russell et al. / PLoS One (2018)

Das Team beobachtete Seeigel auch in freier Wildbahn: Innerhalb eines Jahres waren die Seeigel in der Lage, Vertiefungen in den Sandstein zu kauen, die mit bloßem Auge sichtbar waren. Wenn das so weitergeht, wird der Seeigel innerhalb von fünf Jahren ein Loch gegraben haben, das groß genug ist, um hineinzupassen. Granit ist jedoch viel härter und ein Seeigel wäre nicht in der Lage, innerhalb von hundert Jahren ein Loch zu graben, das groß genug für sein eigenes Überleben wäre (natürlich können Seeigel nicht so lange leben, aber die nächste Seeigelgeneration könnte das alte Loch erben und weiter graben). Ihren Schätzungen zufolge würden alle Seeigel auf einem Hektar Küste jedes Jahr 200 Tonnen Gestein abnagen, was nicht weniger als die Sedimentmenge in manchen Flüssen ist.

Eine von Seeigeln übersäte Küste | Michael P. Russell et al. / PLoS One (2018)

Die erstaunlichsten Tierzähne

✦

Die nächste Frage lautet: Womit kauen Seeigel Steine?

Das Maul des Seeigels ist wohl das Bizarrste in der Tierwelt. Seine Mundwerkzeuge sind im Inneren seines Körpers verborgen, weisen eine ziemlich komplexe Struktur auf und haben die Form einer Laterne. Aristoteles war der erste Mensch in der westlichen Welt, der sie beschrieb, daher der Name Aristoteles-Laterne. In den Mundwerkzeugen des Seeigels befinden sich fünf Kiefer und an der Innenwand jedes Kiefers befindet sich ein Zahn. Die fünf Zähne bilden die Form einer Pflaumenblüte und lassen sich wie die Klauen eines Greifautomaten öffnen und schließen. Mit dieser „Klaue“ gräbt der Seeigel Algen aus den Felsen.

Zähne des Purpurseeigels Strongylocentrotus purpuratus | Wilson44691 / Wikimedia Commons

Die Jacobs School of Engineering an der University of California hat viele Biomimetikprojekte durchgeführt. Forscher haben mithilfe der 3D-Mikroskopietechnologie die Struktur der Mundwerkzeuge von Seeigeln analysiert und ihre Struktur nachgeahmt, um mechanische Klauen zum Graben zu schaffen. Die Form der Zähne eines Seeigels kann den Druck verringern und sie hoffen, dass diese mechanische Klaue auf Marsrovern zum Aufnehmen von Sandproben eingesetzt werden kann.

Eine Roboterklaue, die die Zähne eines Seeigels nachahmt | JacobsSchoolNews

Die Zähne eines Seeigels sind der empfindlichste Teil seines Mauls. Es ist lang und schmal, hat aber einen T-förmigen Querschnitt und besteht aus magnesiumhaltigen Kalzitkristallen. Aufgrund des unterschiedlichen Magnesiumgehalts ist auch die Festigkeit verschiedener Teile des Zahns unterschiedlich und die Härte und Zähigkeit der Mitte sind am höchsten. Die Kalzitkristalle im Inneren der Zähne haben zwei Formen: schlanke Fasern und gebogene dünne Platten. Die äußere Schicht ist mit schwächerer organischer Substanz umhüllt. Die beiden Kristallarten sind miteinander verflochten und bilden ein festes Ganzes.

Seeigel haben komplexe Mundwerkzeuge, lange T-förmige Zähne und im Inneren Schichten aus Mineralkristallen | H. Espinosa et al. / Materialwissenschaft (2019)

Obwohl Seeigelzähne hart sind, gibt es noch immer ein ungelöstes Problem: Wenn sie ständig an harten Gegenständen gerieben werden, wird die Klinge unweigerlich stumpf. Werden die Zähne auch durch langes Reiben abgenutzt?

Dies zeigt, wie raffiniert die innere Struktur der Zähne eines Seeigels ist: Wenn der Seeigel auf harte Gegenstände beißt, brechen die Zähne von der weicheren organischen Schicht ab, genau wie beim Aufbrechen eines Doppelkekses. Anstatt die Kanten langsam abzuschleifen, brechen die Kalzitkristalle Stück für Stück ab, wodurch die Zähne immer dünn und scharf bleiben. Darüber hinaus ist der innere Kern der Seeigelzähne am härtesten und nutzt sich am langsamsten ab, während die äußere Schicht stärker verschleißt, wodurch die Zähne immer dünner werden, aber dennoch immer den Zustand einer scharfen „Klinge“ beibehalten können.

Natürlich haben Seeigel mehr als nur ihre wilden Reißzähne. Diese dornigen Bälle haben auch eine ziemlich süße Seite.

Vor drei Jahren fütterte das Kanagawa Fisheries Technology Center Seeigel mit Kohlblättern, die von der örtlichen Landwirtschaft weggeworfen wurden. Ihre ursprüngliche Absicht bestand darin, köstliche Meeresfrüchte zu mästen und die Verschwendung von Gemüseblättern zu reduzieren. Unerwarteterweise war der Anblick einer Gruppe Seeigel, die an dem Gemüse nagten, so lustig, dass er im Internet ein Hit wurde und einige Leute sogar ihre eigenen niedlichen Seeigel-Spielzeuge bastelten. Schließlich sehen Seeigel so dumm aus, dass die meisten Menschen niemals auf die Idee kämen, dass sie über so kräftige Zähne verfügen.

Verweise

[1] Espinosa HD, Zaheri A, Nguyen H, et al. In-situ-Verschleißstudie enthüllt die Rolle der Mikrostruktur beim Selbstschärfungsmechanismus von Seeigelzähnen[J]. Matter, 2019, 1(5): 1246-1261.

[2] Irwin, Margaret Constance. „Seeigel beschädigen Stahlpfähle.“ Science 118.3063 (1953): 307-307.

[3] Russell, Michael P., Victoria K. Gibbs und Emily Duwan. „Bioerosion durch grubenbildende Seeigel in gemäßigten Riffen: Geschichte, Häufigkeit und weitere Auswirkungen.“ PLoS One 13.2 (2018): e0191278.

[4] Ma Yurong. „Studie zur Biomineralisierung von Seeigelzähnen.“ Zusammenfassungen der 13. Sitzung der 27. Jahreskonferenz der Chinese Chemical Society (2010).

Autor: Little Wombat

Herausgeber: pee pee shrimp

Dieser Artikel stammt aus dem Artenkalender, gerne weiterleiten

Wenn Sie einen Nachdruck benötigen, wenden Sie sich bitte an [email protected]