Aristoteles' Laterne in neuem Licht betrachtet

1. Februar 2017, 12:00
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Beschrieben hat sie schon der griechische Philosoph Aristoteles, Feinspitzen gelten sie als Delikatesse, Forschern als Modellorganismus, doch über die Abstammung der Seeigel-Ordnung der Camarodonta ist wenig bekannt. Ein neues Projekt soll das ändern

Wien – Zumeist sitzen die stacheligen Kugeln in Massen an felsigen Küsten im seichten Wasser: Vom Urlaub am Meer sind Seeigel den meisten Menschen gut bekannt. Schon der griechische Philosoph Aristoteles beschrieb sie in seiner Historia animalium. Ihre Geschlechtsorgane werden in zahlreichen Ländern als Delikatesse geschätzt, für die Wissenschaft dienen sie wegen ihrer transparenten Eier als Modellorganismus in der Entwicklungsbiologie. Doch trotz ihrer Häufigkeit ist über ihre Evolution verhältnismäßig wenig bekannt.

Andreas Kroh tritt gewissermaßen in die Fußspuren Aristoteles'. Im Rahmen eines neuen, vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) geförderten Forschungsprojekts untersucht der Paläontologe des Naturhistorischen Museums Wien die Entstehungsgeschichte einer speziellen Ordnung der Seeigel, der Camarodonta. Die Gruppe existiert bereits seit der Unterkreide vor rund 130 Millionen Jahren. Als Vertreter der regulären Seeigel weisen sie eine fünfstrahlige radiale Symmetrie auf. Die Camarodonta verfügen über ein regelmäßiges Stachelkleid, sie stellen zwar nur wenige Prozent aller bekannten Seeigelarten, trotzdem gehören sie zu den häufigsten Vertretern ihrer Klasse.

Zentrale ökologische Rolle

Die Seeigel spielen eine zentrale Rolle für die Gesundheit ihres Ökosystems. Sie ernähren sich hauptsächlich herbivor. Auf ihrem Speisezettel stehen vor allem Algen. Für Korallen hat ein übermäßiges Algenwachstum katastrophale Folgen, die Seeigel weiden in Riffen die Algenmatten wie Schafe der Meere ab. Eine Überfischung der Seeigel führt folglich dazu, dass das System kippen kann.

Gefangen werden die Seeigel wegen ihrer leuchtend orangen Gonaden, die in Japan "Uni" genannt werden und je nach Qualität um mehrere Hundert Euro pro Kilo gehandelt werden. Während bei anderen Wildtieren in den Fortpflanzungsphasen Schonzeiten eingehalten werden, um die Bestände nicht zu gefährden, werden die Seeigel ausgerechnet dann gegessen, wenn die Geschlechtszellen reif sind und bevor sie ins Wasser abgegeben werden können.

foto: dani milina
Die Gonaden des Steinseeigels Paracentrotus lividus gelten als Delikatesse. Mittelmeer, Kroatien.

Stammbaum der Seeigel

Für die kommerzielle Nutzung werden die Stachelhäuter daher auch industriell gezüchtet. Geschädigte Lebensräume lassen sich mit nachgezüchteten Tieren allerdings nicht so einfach wiederherstellen.

Kroh untersucht den Stammbaum der Camarodonta nun unter Berücksichtigung der rezenten wie ausgestorbenen Vertreter der Gruppe. Bei den fossilen Arten werden für morphologische Vergleiche große Stückzahlen benötigt, um belastbare Ergebnisse zu erhalten. Die Genome der rund 70 lebenden Arten werden mit modernen Analysemethoden, dem "Next Generation Sequencing", untersucht. Dabei werden bestimmte Bereiche des Genoms angereichert, um die Menge der vergleichbaren Sequenzen zu erhöhen und damit die Qualität der daraus berechneten Stammbäume zu verbessern.

Aristoteles' Laterne

Das neue Projekt startete Kroh just im "Jahr des Aristoteles". Dieses hat die Unesco für 2016 anlässlich des 2400. Geburtstags des Philosophen ausgerufen. Aristoteles gilt nicht nur als Begründer der Naturwissenschaften, er hat auch wesentliche Grundlagen für die Erforschung der Meereslebewesen geschaffen, die er systematisch beschrieb. So rühren heute noch zahlreiche Namen von marinen Arten und Gattungen von dem Platon-Schüler her. Auch ein Organ der Seeigel ist nach ihm benannt: Als "Laterne des Aristoteles" wird in der Biologie der fünfzahnige Kauapparat der Stachelhäuter bezeichnet. Dies basiert allerdings auf einem Irrtum.

In Wirklichkeit hat Aristoteles wohl die ganze Schale der regulären Seeigel mit einer Laterne verglichen, wie eine Studie nahelegt, für die archäologische Funde und andere zeitgenössische Quellen herangezogen wurden. Die feinen Poren der Schale erinnern an eine Lampe aus perforiertem Bronzeblech, wie sie beispielsweise im Grab des Makedonenkönigs Philipp II. gefunden wurde.

Auch Kroh arbeitet wie schon Aristoteles an einer systematischen Erfassung seiner Forschungsobjekte, die Resultate des Camarodonta-Projekts werden in die "Worms"-Datenbank eingespeist. Beim "World Register of Marine Species" ist Kroh für die Seeigel zuständig. Das Ziel ist die Erstellung eines Inventars aller Meereslebewesen. An der öffentlich zugänglichen Datenbank sind weltweit 250 Forscher beteiligt, beheimatet ist das von der EU geförderte Projekt am flämischen Marineinstitut in Ostende. (Michael Vosatka, 1.2.2017)

bruno c. vellutini
Der Lebenszyklus eines Clypeaster subdepressus im Video. Die Bilder zeigen, warum die Seeigel für die Entwicklungsbiologie ein Modellorganismus sind.
  • Echinometra sp. gehört zu den häufigsten Seeigeln weltweit. Hier sitzt er im Roten Meer auf einem Schlangenstern, einem entfernten Verwandten der Seeigel. Populationsdichten von bis zu hundert Seeigeln pro Quadratmeter sind keine Seltenheit. Rotes Meer, Ägypten.
    foto: a. kroh, nhm wien

    Echinometra sp. gehört zu den häufigsten Seeigeln weltweit. Hier sitzt er im Roten Meer auf einem Schlangenstern, einem entfernten Verwandten der Seeigel. Populationsdichten von bis zu hundert Seeigeln pro Quadratmeter sind keine Seltenheit. Rotes Meer, Ägypten.

  • Tripneustes gratilla elatensis, der Pfaffenhut-Seeigel. Rotes Meer, Ägypten.
    foto: a. kroh, nhm wien

    Tripneustes gratilla elatensis, der Pfaffenhut-Seeigel. Rotes Meer, Ägypten.

  • Der Steinseeigel Paracentrotus lividus ist der einzige im Mittelmeerraum kommerziell genützte Seeigel. Mittelmeer, Frankreich.
    foto: a. kroh, nhm wien

    Der Steinseeigel Paracentrotus lividus ist der einzige im Mittelmeerraum kommerziell genützte Seeigel. Mittelmeer, Frankreich.

  • Schale des Seeigels Coelopleurus exquisitus – manche Seeigelschalen zeigen prächtige Färbungen. Südpazifik, Neukaledonien.
    foto: a. schumacher, nhm wien

    Schale des Seeigels Coelopleurus exquisitus – manche Seeigelschalen zeigen prächtige Färbungen. Südpazifik, Neukaledonien.

  • Von innen beleuchtet ähneln manche Seeigel einer antiken Laterne. Spätere Übersetzer bezogen Aristoteles' Vergleich auf den Kauapparat des Seeigels und nannten diesen "Laterne des Aristoteles". Tripneustes gratilla elatensis, Rotes Meer, Ägypten.
    foto: a. kroh, nhm wien

    Von innen beleuchtet ähneln manche Seeigel einer antiken Laterne. Spätere Übersetzer bezogen Aristoteles' Vergleich auf den Kauapparat des Seeigels und nannten diesen "Laterne des Aristoteles". Tripneustes gratilla elatensis, Rotes Meer, Ägypten.

  • µCT-Scan eines Strongylocentrotus purpuratus. Die "Laterne des Aristoteles" ist orange eingefärbt.
    bild: alexander ziegler, univ. bonn

    µCT-Scan eines Strongylocentrotus purpuratus. Die "Laterne des Aristoteles" ist orange eingefärbt.

  • Der Querschnitt eines Stachels des Steinseeigels Paracentrotus lividus in einem eingefärbten Rasterelektronenbild. Mittelmeer.
    bild: a. kroh, nhm wien

    Der Querschnitt eines Stachels des Steinseeigels Paracentrotus lividus in einem eingefärbten Rasterelektronenbild. Mittelmeer.

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