Patrick Steinmann

Gewässerbiologe, Stein am Rhein

Gewässerbiologie

Süsswasserpolyp


Auf Wasserpflanzen können im Frühsommer oft grosse Mengen von Süsswasserpolypen (Hydren) gefunden werden. Sie vermehren sich in dieser Zeit sehr stark, da sie vom grossen Futterangebot im Sommer profitieren. Mit ihrer Haftscheibe setzen sich die Hydren auf Pflanzen, Holz oder Steinen fest und strecken die Fangtentakel ins Wasser. Sie fangen damit Wasserflöhe und andere Kleintiere. Hydern können sich ungeschlechtlich vermehren, indem sie Seitenknospen bilden, die sich vom Muttertier lösen und zu selbständigen Polypen heranwachsen. Bei der sexuellen Fortpflanzung entwickeln sich aus befruchteten Eiern Larven, die während kurzer Zeit im freien Wasser umherschwimmen, bevor sie sich festsetzen und zu neuen Polypen heranwachsen.

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Körperbau

Alle Nesseltiere (Hydren, Anemonen, Korallen, Quallen, etc) sind sehr einfach aufgebaut. Sie bestehen aus einem zweischichtigen Schlauch mit einer Haftscheibe unten und einer Mundöffnung oben. Um die Mundöffnung herum sitzt eine Tentakelkrone. Nesseltiere besitzen Nervenzellen, die aber noch nicht in einem eigenlichen “Nervensystem” organisiert sind. Eine Hydra hat kein Gehirn, nicht mal grössere Nervenknoten. Hydren haben weder Herz, noch Kiemen, noch sonstige inneren Organe. Die Sauerstoffversorgung geschieht nur durch Diffusion. Hydren haben Muskelzellen, die es dem Tier erlauben, sich zusammenzuziehen, auszustrecken und sich zu krümmen. Die Muskelzellen sind nicht in Bündeln (eigentlichen "Muskeln") organisiert

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oben: Schema eines Süsswasserpolyps
rechts: Süsswasserpolyp aus dem Zürichsee mit einem Ei auf der rechten Seite.
Nat. Grösse ca 0.5 cm
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Ein Nesseltier besteht aus 2 Gewebeschichten, einer äusseren (Ektoderm) und einer Inneren (Endoderm) und einer Mittellamelle zwischen den beiden Schichten. Im Ektoderm sitzen die Nesselkapseln, im Endoderm können manchmal einzellige Grünalgen eingelagert sein, die in Symbiose mit dem Polyp leben, ähnlich wie die Zooxanthellen in den Steinkorallen. Bei den Süsswasserpolypen ist diese Symbiose aber nicht lebensnotwendig wie bei den Steinkorallen.
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links: symbiontische Grünalgen im Endoderm
oben: Polyp bei 40facher Vergrösserung

Nesselkapseln

Die Tentakel aller Nesseltiere enthalten winzige, einzellige Giftpatronen, die Nesselzellen (Nematocyten). Im geladenen Zustand können die Nesselzellen einen ähnlich hohen Innendruck wie eine gefüllte Tauchflasche aufweisen (über 150 bar)! Die Nematocyten sitzen in Gruppen (Batterien) zusammengepackt auf den Tentakeln. Berührt eine Beutetier die Sinnesborste einer Nesselkapsel, so springt der Deckel der Nesselzelle auf und ein harpunenartiges Stilett mit Widerhaken schlägt eine mikroskopisch kleine Wunde in die Haut des Opfers. Dieser Vorgang dauert weniger als 1/40'000 Sekunde! In die Wunde wird nun ein Schlauch gestülpt, durch den ein starkes Nervengift in das Beutetier fliesst. Da die Nesselzellen einer Batterie untereinander mit Nerven verbunden sind, wird bei jeder Berührung einer Sinnesborste gleich die ganze Batterie abgefeuert. Bei jeder Berührung eines Tentakels werden auf diese Weise viele Batterien mit tausenden von Nesselzellen entladen, die das Opfer festhalten, lähmen und töten. Die australische “Box Jelly” (Chironex fleckeri), eine Würfelqualle, kann mit solchen kleinen Waffen Menschen töten! Nesselzellen können nur einmal abgeschossen werden. In den Fangtentakeln werden daher laufend neue solche Patronen gebildet. Die Nesseltiere sind eine sehr urtümliche Gruppe. Seit Millionen von Jahren hat sich ihr Bauplan bewährt und kaum verändert. Die Nesselkapseln stellen jedoch einen der kompliziertesten Zelltypen im Tierreich dar. Es ist erstaunlich, dass wir diese hochentwickelten Zellen gerade bei einer so “primitiven” Tiergruppe finden.

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Entladene Nesselkapsel (Stenothele).
Foto: Zoologisches Institut der Uni Zürich
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Nesselbatterie mit geladenen, abgefeuerten und sich entwickelnden Nesselzellen. Zeichnung: Prof P. Tardent, Zoologisches Institut der Uni Zürich
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Geladene und abgefeuerte Stenothelen im Dunkelfeld bei 400 facher Vergrösserung. Erkennbar ist die Auslöserborste und das eingeklappte Stilett in den geladenen Kapseln. An der abgefeuerten Kapsel ist das ausgestülpte Stilett mit den Widerhaken zu sehen.

Ein sagenhaftes Mini-Monster

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Der Name "Hydra" erinnert an die vielköpfige griechische Sagengestalt, bei der jeder abgeschlagene Kopf gleich doppelt nachwächst. Die sagenhafte Regenerationsfähigkeit der griechischen Hydra wird durch die Süsswasserpolypen in der Realität noch weit übertroffen: Ein Polyp kann durch ein feines Sieb "püriert" werden. Jedes dabei entstandene Zellklümpchen hat die Fähigkeit, wieder zu einer ganzen Hydra heranzuwachsen!
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Eine gefrässige Hydra hat eine frisch geschlüpfte Fischlarve gefangen und getötet. Nun wird der Fisch langsam durch die Mundöffnung in den Magenstiel des Polyps befördert und dort verdaut. Normalerweise fangen Hydren kleinere Tiere wie Wasserflöhe oder Hüpferlinge
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Massenbewuchs von Hydren auf Wasserpest.

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Hydra durchs Mikroskop gesehen (oben) und an einem Pflanzenstängel im freien Wasser (unten)

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Im Winter 2006 konnte im Zürichsee ein ungewöhnlich dichter Massenbewuchs von Hydren über einen grossen Tiefenbereich beobachtet werden. Viele der Tiere hatten reife Hoden am Stiel (kleine weisse Noppen). Die sexuelle Vermehrung bei Hydren findet im Winter statt. Im Sommer sind keine Geschlechtsorgane sichtbar.

Im Zürichsee sind die Arten Hydra fusca, H. attenuata und H. cirumcincta nachgewiesen (Ribi G., Tardent R. et al., 1985)

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