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Kompaktlexikon der Biologie

Nematocysten

Nematocysten, Cniden, Nesselkapseln, charakteristische Strukturen der Nesseltiere (Cnidaria), die der Feindabwehr und dem Beutefang dienen, und die oft zu Tausenden in der Epidermis von Quallen und Polypen, insbesondere an den Tentakeln sitzen. N. werden aus so genannten I-Zellen (interstitielle Zellen) gebildet, die embryonalen Charakter haben und sich u.a. zu den Nesselkapselbildungszellen (Cnidoblasten) differenzieren, in denen die N. entstehen. Nach deren Bildung bleiben sie in der Zelle liegen, die jetzt Nematocyte oder Cnidocyte genannt wird, und die teilweise zu mehreren von einer Epithelmuskelzelle umhüllt sind. Aus den Epithelzellen ragt pro Nematocyte ein Fortsatz (Cnidocil) heraus, der aus einer starren, langen Cilie und Kränzen von kurzen Stereocilien (Mikrovilli) besteht. Dieser Apparat ist für die Auslösung der N.-Explosion zuständig. Die N. selbst besteht aus einer starken äußeren und einer zarten inneren Wand. Erstere bildet einen absprengbaren Deckel, letztere ist als teilweise aufgerollter Schlauch ins Innere der Kapsel eingestülpt. Die Explosion der Kapsel wird mechanisch und/oder chemisch ausgelöst (Entladungszeit 3 – 6 Millisekunden). ( vgl. Abb. ) Insgesamt können 50 bis 60 verschiedene Kapseltypen unterschieden werden. Nach der Funktion beim Beutefang werden traditionell Durchschlagskapseln (Penetranten) mit Stiletten, Wickelkapseln (Volventen) mit langen Fäden und Haftkapseln (Glutinanten) mit Klebsekret unterschieden. ( vgl. Abb. ) Besonders die Schläuche der Penetranten enthalten oft lähmende Gifte, die durch Poren austreten. Eine neuere Nomenklatur der N. unterscheidet nach morphologischen Kriterien folgende Typen: Astomocniden (Nesselapparat ohne Öffnung), Rhopalonemen (keulenförmiger Nesselapparat), Desmonemen (aufgewundener Nesselapparat), Stomocniden (Nesselapparat mit terminaler Öffnung), Haplonemen (der Nesselapparat ist ein einfacher Faden) Heteronemen (Nesselapparat mit abgesetztem basalem Schaft oder Schaft ohne Faden).



Nematocysten: Entladungsvorgang einer Nematocyste. a Durch Stimulation des Cnidocils (Sinneshärchen) steigt der Innendruck der Nesselkapsel an; b bereits nach ca 10 μs springt das Kapseldeckelchen auf, und der Schaft des Nesselschlauchs wird mit schnellen Drehbewegungen herausgeschleudert; c anschließend werden die Dornen zurückgebogen und gewährleisten zusammen mit den Schaftdornen die sichere Verankerung der Kapsel auf der Oberfläche; d der übrige Nesselschlauch dringt tiefer ein und gibt kontinuierlich Toxine ab; e schließlich wird die Kapsel gelöst und die Zelle degeneriert



Nematocysten: 1 Nematocyste mit Penetrante (c), vor der Entladung in der Nesselzelle (d) liegend; a Cnidocil, b Deckel; e Zellkern, 2 Penetrante während und 3 nach der Entladung; 4a Volvente vor und 4b nach der Entladung; 5 Glutinante

  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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