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Evolution: Von Schwämmen lernen

Untersuchungen an einfach aufgebauten Tieren liefern Hinweise darauf, wie das Nervensystem entstanden ist.
Künstlerische Darstellung von Schwämmen der Gattung Pirania aus dem Burgess-Schiefer. Diese Fossilien sind über 500 Millionen Jahre alt - und fast 400 Millionen Jahre jünger als die ältesten mutmaßlichen Schwammfossilien.

Ein wesentliches Merkmal der Tiere - besonders im Vergleich zu Pflanzen oder Pilzen - ist ihre Fähigkeit, sich aus eigenem Antrieb zu bewegen. Dazu dienen ihnen zumeist die Muskeln als Motoren und das Nervensystem als Steuerzentrale. Wie bedeutsam ein eigenständiges Fortkommen ist, wird ersichtlich, wenn man jene Ausnahmen unter den Tieren betrachtet, die weder Muskeln noch Nerven besitzen. Zu diesen zählen die urtümlichen Schwämme (Porifera), die sich nur äußerst langsam bewegen können und ursprünglich für Pflanzen gehalten wurden. Ihre Vorfahren haben sich vor ungefähr 580 Millionen Jahren von den anderen Tieren abgespalten. Damals gab es weder Muskulatur noch Nervensysteme, und die Schwämme haben es bis heute dabei belassen - anders als fast alle übrigen Tiere.

Schwämme sind sehr einfach gebaut. Sie saugen Wasser ein, filtern Nahrungspartikel (meist Bakterien) heraus und geben es wieder ab. Die Kraft, die den Vorgang antreibt, geht von so genannten Kragengeißelzellen aus. Diese besitzen ein hin und her schlagendes langes Cilium, die Geißel, die das Wasser durch einen »Kragen« aus kreisförmig angeordneten Zellfortsätzen treibt, der wie ein Filter wirkt. Im Inneren des Tiers ordnen sich die Kragengeißelzellen um kleine Kammern herum an und erzeugen mit ihrem Geißelschlag eine Strömung durch das Tier. Epithelzellen bilden Röhren, die zu den Kammern hin- und von ihnen wegführen und den Wasserstrom kanalisieren. Darüber hinaus besitzen Schwämme noch Zellen, die im Inneren des Organismus umherschweifen und verschiedene Funktionen ausüben, etwa lange Skelettnadeln zu bilden …

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  • Quellen

Arendt, D.: Elementary nervous systems. Philosophical Transaction of the Royal Society B 10.1098/rstb.2020.0347, 2021

Arendt, D.::The evolutionary assembly of neuronal machinery. Current Biology 10.1016/j.cub.2020.04.008, 2020

Musser, J. M. et al.: Profiling cellular diversity in sponges informs animal cell type and nervous system evolution. Science 10.1126/science.abj2949, 2021