Ein internationales Forschungsteam, geleitet von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen sowie des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde, hat eine bahnbrechende Studie über die schwarzen Korallen veröffentlicht. Diese Untersuchung zeigt, wie die Form der Korallen und die Wimpern, die ihre Oberfläche bedecken, entscheidend für ihre Funktionsweise und ihr Überleben im Meer sind. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Communications Biology veröffentlicht und enthüllen, dass die Wimpern der Korallen eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen, ähnlich wie ein Schweizer Taschenmesser.
Korallen sind sesshafte Organismen, die sich während ihres gesamten Lebens an einem Ort im Meer festsetzen. Im Gegensatz zu Fischen können sie sich nicht einfach an einen anderen Ort bewegen, wenn sich die Umweltbedingungen ändern. Daher sind sie auf die Strömungen des Wassers angewiesen, um Nahrung und Sauerstoff zu erhalten, Abfallprodukte abtransportieren zu können und ihre Larven in neue Lebensräume zu transportieren. Wasser ist für sie nicht nur Lebensraum, sondern auch eine essenzielle Lebensader.
Die bemerkenswerte Vielfalt der Formen, die sesshafte Meeresbewohner wie Korallen entwickelt haben, wirft die Frage auf, warum es so viele unterschiedliche Formen gibt. Forscher Mathilde Godefroid und Soeren Ahmerkamp haben sich dieser Frage gewidmet, indem sie die mikroskopischen Strukturen der schwarzen Korallen untersuchten. Diese Korallenart kann mehrere Meter groß werden, doch die entscheidenden Interaktionen mit ihrer Umgebung finden in einem Maßstab statt, der hundertmal kleiner ist als ein Sandkorn.
Die schwarzen Korallen leben in allen Ozeanen und bilden komplexe Gemeinschaften, die dichten Unterwasserwäldern ähneln. Diese Lebensräume sind für viele andere Arten von entscheidender Bedeutung, da sie Schutz und Nahrung bieten. Die Studie zeigt, dass die Wimpern der Korallen, die als Zilien bekannt sind, eine zentrale Rolle im Stoffwechsel und der Nahrungsaufnahme spielen. Diese mikroskopisch kleinen Wimpern schlagen in perfekter Koordination und erzeugen somit kleine Wasserströmungen, die die Sauerstoffversorgung und Nährstoffverteilung optimieren.
Durch den Einsatz neuartiger Bildgebungsmethoden konnten die Forscher die bis dahin unsichtbaren Strömungen um die Korallen sichtbar machen. Sie beobachteten, wie Sauerstoff und Nährstoffe zwischen der Koralle und dem umgebenden Wasser transportiert werden. Diese innovativen Techniken ermöglichten es, die internen Strömungen in den Korallen zu untersuchen und deren Funktion zu verstehen.
Die Forscher fanden heraus, dass verschiedene Korallenformen unterschiedliche Strategien zur Nutzung der Wasserströmungen entwickelt haben. Breite, verzweigte Korallen nutzen ihre Wimpern, um Nahrungspartikel zu erfassen und über ihre komplexe Oberfläche zu verteilen, während schlanke, peitschenartige Korallen die Wimpern nutzen, um das Gewebe zu belüften und kontinuierlich Sauerstoff zuzuführen sowie Abfallprodukte zu entfernen. Diese Anpassungen ermöglichen es den Korallen, auch bei schwachen Strömungen effizient zu atmen.
Ein weiterer faszinierender Aspekt der Studie war die Entdeckung eines versteckten Netzwerks von Mikrokanaälen innerhalb der Korallen, das die Polypen miteinander verbindet. Diese internen Strömungen transportieren Nährstoffe und andere Substanzen durch die gesamte Kolonie, was den einzelnen Tieren ermöglicht, als integrierter Organismus zu agieren.
Zusammenfassend zeigt die Forschung, dass die Wimpern von Korallen eine bemerkenswerte Vielzahl an Funktionen erfüllen. Sie sind nicht nur für die Belüftung und Nahrungsverteilung verantwortlich, sondern auch für den internen Stofftransport und die Steuerung der Wasserströmung um und in den Korallen. Die Erkenntnisse deuten darauf hin, dass durch Wimpern erzeugte Strömungen ein grundlegender, jedoch bisher weitgehend übersehener Mechanismus für das Überleben schwarzer Korallen darstellen.
Die Ergebnisse dieser Studie haben weitreichende Implikationen für unser Verständnis der evolutionären Entwicklung von Tieren und der Rolle mikroskopisch kleiner Strukturen im Leben größerer Organismen. Wimpern sind im gesamten Tierreich zu finden und spielen möglicherweise eine viel bedeutendere Rolle für die Evolution und Artenvielfalt, als bisher angenommen.
