Sklerit

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Schwammnadel der Größe eines Millimeters

Sklerite (griechisch σκληρός sklēros „hart“) sind Hartteile im Körper von Nichtwirbeltieren, die Bezeichnung bezieht sich aber nicht auf das knöcherne Skelettteile oder Zähne der Wirbeltiere oder Schalen von Weichtieren. Als Skelettnadeln (Spicula) können sie der Stabilität und als Fraßschutz von Blumentieren, Schwämmen, Stachelhäutern und Manteltieren dienen oder Muskelansatzstellen an das Exoskelett von Gliedertieren darstellen oder die Hartstrukturen von Zähnchen in der Radula und im Gewebe von Weichtieren bilden. Während viele Sklerite mikroskopische Feinstrukturen darstellen, betragen die größten bis zu drei Meter.

Bestimmung[Bearbeiten]

Sklerite haben eine charakteristische Form und Größe und sind deshalb ein wichtiges Hilfsmittel für eine taxonomische Zuordnung (Bestimmung von Arten). Der Differenzierung der Sklerite wird auch forensische Bedeutung zugemessen bei der Artenbestimmung von Schmeißfliegen in Leichenteilen.[1]

Beim Zerfall mariner Wirbelloser werden oft ihre Einzelsklerite freigesetzt, sie werden dann Bestandteil des ozeanischen Detritus und Teil des Korallensandes oder die Einzelpartikel verfüllen Lücken im Substrat. Die Bestimmung fossiler Sklerite erlaubt taxonomische Zuordnungen und damit oft den Schluss auf Meerestiefe und Temperatur, vergleichende Analysen können auch Rückschlüsse auf Artenwechsel, Meereshöhenschwankungen und Temperaturänderungen geben und damit eine Klimachronologie gestatten.

Der fossile Glasschwamm Monorhaphis chuni bildete, wie einige rezente, nur ein einziges verankerndes Spiculum, allerdings das größte Sklerit mit bis zu drei Meter Länge. Mittels Bestimmung der Sauerstoffisotope und des Verteilungsverhältnisses von Kalzium zu Magnesium kann das Jahreswachstum bestimmt werden. Während ihre Dicke der ‚Jahresringe‘ Aussagen über die damalige Meerwassertemperatur erlaubt, gibt deren Abfolge ein Klimaarchiv und ihre Abzählung das erreichte Lebensalter. Bei einem Fund im Ostchinesischen Meer wurde so ein Alter von 11.000 ± 3.000 Jahren ermittelt.[2]

Skleritom[Bearbeiten]

Für die Gesamtheit der Sklerite eines Organs (z. B. Radula)[3] oder Skelettsystems eines Nichtwirbeltieres (z. B. alle Skelettnadeln eines Glasschwamms) prägte Stefan Bengtson 1985 zusammenfassend den Begriff Skleritom.[4] Diese Bezeichnung ist wenig gebräuchlich, wird aber verwendet.[5]

Spicula[Bearbeiten]

Spicula (lateinisch spiculum „Stachel“, Plural spicula) sind Kalk- (aus Calcit, CaCO3) oder Kieselnadeln (aus Kieselsäure, SiO2) im Körper vieler mariner Nichtweichtiergruppen zur Stabilisierung ihrer Körperform, die Nadelform ist zur Abschreckung größerer Fressfeinde geeignet.[6] Neben dem mineralischen Hauptanteil enthalten sie komplexe organische Substanzen.

Korallen[Bearbeiten]

Nach dem Absterben der Weichkorallen bleibt nicht wie bei den Steinkorallen ein massives Skelett zurück, an Hartteilen bleiben nur die Sklerite. Bei der Lederkoralle Sinularia leptoclados sind die Sklerite in der Koloniebasis jedoch so dicht gepackt, dass aus den Rückständen bis zu sechs Meter hohe Riffstrukturen entstehen können. Sie ist die einzige riffbildende Weichkoralle.

Nadeln eines Schwamms aus der Familie der Pachastrellidae

Schwämme[Bearbeiten]

Die Skelettnadeln der Schwämme (Schwammnadeln)[7] sind entweder Kalknadeln (Kalkschwämme)[8] oder Kieselnadeln (Kieselschwämme: Glasschwämme)[9].

Manche Glasschwämme bilden nur ein einziges Spiculum, dann allerdings ein besonders großes, der Verankerung im Untergrund dienend. Selbst im Englischen wird diese manchmal als Pfahlnadel bezeichnet.[10] Eine Anpassung an spezielle Funktionen erfüllen die hakenförmigen Sklerite des fleischfressenden Hornkieselschwamms Chondrocladia turbiformis.

Hakenförmiger Sklerit des fleischfressenden Hornkieselschwamms Chondrocladia turbiformis

Skelettreste der Kieselschwämme können nach dem Absterben der Tiere als sogenannte Klappersteine erhalten bleiben, bei einigen Schwammgruppen verschmelzen die Einzelsklerite zu einem rigiden Skelett.

Bei den Hornkieselschwämmen ersetzen kollagenähnliche Sponginfasern weitgehend die Skelettnadeln.

Weichtiere[Bearbeiten]

Manche Weichtiere (besonders Nacktkiemer) tragen vielfach im Gewebe eingelagerte Kalkspicula zu ihrem Schutz vor Fressfeinden.[11]

Stachelhäuter[Bearbeiten]

Sklerite einer Gorgonie

Für die Stachelhäuter wurde die Einlagerung von Skleriten namensgebend.[12]

Manteltiere[Bearbeiten]

Manteltiere, besonders Seescheiden, zeigen hohe Variabilität ihrer Mikrospicula.[13] Bei Herdmania momus liegen zwei kalzifizierte Spiculatypen vor: 1,5–2,5 mm lange spindelförmige mit jeweils 100 oder mehr Reihen überlappender Mikrospitzen sowie kleineren Spicula mit jeweils 20–40 Reihen nichtüberlappender Mikrospitzen, die mittels einer spinnenförmigen Struktur im Fuß des Tieres verankert sind.[14]

Gliedertiere[Bearbeiten]

Sklerite bilden Ansatzstellen für die Muskulatur an das Exoskelett der Gliederfüßer, z. B. für die Samenpumpe der Taufliegen[15] oder der Antennengelenke von Wanderheuschrecken.[16]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Reiter, C., G. Wollenek: Zur Artbestimmung der Maden forensisch bedeutsamer Schmeißfliegen. Zeitschrift für Rechtsmedizin, Band 90, Nr. 4, 1983, S. 309–316.
  2. Jochum, Klaus Peter et al.: Siliceous deep-sea sponge Monorhaphis chuni: A potential paleoclimate archive in ancient animals. Chemical Geology, Band 300, 2012, S. 143–151 doi:10.1016/j.chemgeo.2012.01.009
  3. Butterfield, N. J.: An early Cambrian radula. Journal of Paleontology, Band 82, Nr. 3, 2008, 543–554 doi:10.1666/07-066.1
  4. Bengtson, S.: Taxonomy of disarticulated fossils. Journal of Paleontology, Band 59, Nr. 6, 1985, S. 1350–1358
  5. Morris, Simon Conway: Die Burgess Shale‐Fauna und die frühe Evolution der Tiere. Biologie in unserer Zeit, Band 22, Nr. 5, 1992, S. 256–263 doi:10.1002/biuz.19920220510
  6. McClintock, J. B.: Investigation of the relationship between invertebrate predation and biochemical composition, energy content, spicule armament and toxicity of benthic sponges at McMurdo Sound, Antarctica. Marine Biology, Band 94, Nr. 3, 1987, S. 479–487.
  7. http://geology.gsapubs.org/content/25/4/303.short
  8. Jones, W. C.: The composition, development, form and orientation of calcareous sponge spicules. Symp. Zool. Soc. London, Band 25, 1970.
  9. Zanker, Heidi: Chemische und ökologische Studien an Nordseeschwämmen. (PDF; 6,9 MB) Diss. Universität Frankfurt/Main, 2005.
  10. Wang, Xiaohong, Heinz C. Schröder, Werner EG Müller.: Giant siliceous spicules from the deep‐sea glass sponge Monorhaphis chuni." International Review of Cell and Molecular Biology, Band 273, 2009, S. 69–115 doi:10.1016/S1937-6448(08)01803-0
  11. Cattaneo-Vietti, Riccardo et al.: Mineral composition of nudibranch spicules. Journal of Molluscan Studies, Band 61, Nr. 3, 1995, S. 331–337.
  12. Emlet, Richard B.: Echinoderm calcite: a mechanical analysis from larval spicules. The Biological Bulletin, Band 163, Nr. 2, 1982, S. 264–275.
  13. Lukowiak, Magdalena: First record of late eocene Ascidians (Ascidiacea, Tunicata) from Southeastern Australia. Journal of Paleontology, Band 86, Nr. 3, 2012, S. 521–526 doi:10.1666/11-112.1
  14. Lambert, G., C. C. Lambert: Spicule formation in the solitary ascidian, herdmania momus. J. Morphol., Band 192, Nr. 2, 1987, S. 145–159 doi:10.1002/jmor.1051920206
  15. Nater, H.: Der Samenpumpen-Sklerit von Drosophila als taxonomisches Merkmal. Archiv der Julius Klaus-Stiftung für Verebungsforschung, Sozialanthropologie und Rassenhygiene, Band 25, 1950, S. 623–625.
  16. Gewecke, Michael: Bewegungsmechanismus und Gelenkrezeptoren der Antennen von Locusta migratoria L.(Insecta, Orthoptera). Zeitschrift für Morphologie der Tiere, Band 71, Nr. 2, 1972, S. 128–149.