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News: Bewegliche Prinzipien

Krebse erkaufen sich mit ihrem festen äußeren Skelettpanzer auch Nachteile: Er wächst nicht mit und muss daher gelegentlich gewechselt werden. Doch erst nach dem Aushärten bietet die neue Rüstung altgewohnte Beweglichkeit. Warum in der Zwischenzeit nicht die Vorteile anderer Skelettsysteme nutzen?
<i>Callineetes sapidus</i>
Skelette sind nicht nützlich – sie sind unverzichtbar: Mensch und Wirbeltier würden, ohne das hilfreich stützende Knochengerüst ihres Inneren, mitsamt Muskeln, Sehnen und Eingeweiden haltlos zu einer formlos-undefinierten Masse zusammensacken. Kontrollierte Bewegungen dieses ausgebeinten Bündels wären nun beispielsweise unmöglich: Der Muskulatur fehlte schlicht ein fester Gegenpart, an dem ihre Kräfte gezielt ansetzen könnten.

Kein Problem offenbar für Organismen, die auch ohne innere Knochenskelette erfolgreich sind: Manche Würmer etwa schaffen sich einen festen Gegenspieler für ihre Muskulatur, indem sie ihr Körperinneres unter hohem Druck mit Flüssigkeit füllen und somit prall und fest machen – sie besitzen ein so genanntes Hydroskelett. Verfeinert wie beim Regenwurm bahnt es die Kräfte einander entgegengesetzt arbeitender Muskelgruppen und ermöglicht somit auch einem schlicht wurstförmigen, knochenlosen Muskelschlauch bereits recht ausgeklügelte Bewegungsmöglichkeiten. Insekten, Krebse und manch andere schlagen dagegen gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Ihr so genanntes Exoskelett bildet die äußere Hülle des weichen Körperinneren und dient so nicht nur als Ansatz und Bezugspunkt ihrer Muskeln – es schützt das Tier zugleich als fester Panzer vor äußeren Gefahren.

Klingt toll, hat aber auch Tücken: Die äußere Rüstung wächst nicht mit. Werden die Tiere größer, so müssen sie die alte Panzerung, die ihnen gerade zu eng wird, erst abwerfen – und dann schnellstmöglich eine neue bilden. In der ungepanzerten Übergangszeit sind sie sehr verwundbar. Außerdem sollten sie dann, so ohne feste Muskelansatzstellen, eigentlich auch ziemlich unbeweglich sein.

Sind sie aber nicht: Frisch gehäutete Krabben wie etwa Callineetes sapidus laufen und schwimmen herum und können durchaus auch kräftig zupacken – trotz unfertigem Exoskelett. Wie das, fragten sich Jennifer Taylor und William Kier von der University of North Carolina. Den Ursachen auf der Spur gingen die Forscher mit einigen Versuchskrabben recht rüde um: Einem gerade gehäuteten Tier schnitten sie etwa eine der Beinscheren ab – woraufhin der gesamte Körper der malträtierten Krabbe wie ein nasser Sack in sich zusammensank. Offenbar wird die Körperform des Tieres also durch den erhöhten inneren Druck der Körperflüssigkeit aufrechterhalten. Bis zur Aushärtung ihres neuen Exoskeletts verlassen sich die Krabben demnach auf ein für Gliederfüßer wie sie völlig untypisches Hydroskelett.

Tatsächlich ist, wie die Wissenschaftler herausfanden, beim weichen, hydroskelettierten Zwischenstadium der Innendruck deutlich erhöht. Hydraulische Flüssigkeitsverschiebungen innerhalb dieses unter Hochdruck stehenden Weichkrebskörpers ermöglichen darüber hinaus dessen beobachtete Beweglichkeit: Bewegen sich die Beine auswärts, so sinkt der gegenüber Tieren mit Exoskelett deutlich erhöhte Druck im Körperinneren – es wird offenbar Flüssigkeit zur Beinstreckung in die Extremität verschoben. Bei Beinbewegungen panzerbewehrter Krabben war dies nie zu beobachten – diese arbeiten ja mit Muskelkraft, welche an den Exoskeletten ansetzt.

Einspritz-Bewegungssysteme, wie die Forscher sie nun bei frisch gehäuteten Krebsen vermuten, wurden schon beschrieben, etwa für die kurzzeitig extrem schnellen Bewegungen bei Spinnenbeinen. Dass allerdings das gesamte Skelettprinzip inklusive Bewegungsmechanik bei frisch geschlüpften Gliederfüßern umgestellt wird – vom zugmuskelbasierten Exo- auf das hydraulische Hydroskelettprinzip – ist neu.

Vielleicht aber gar nicht so ungewöhnlich, vermutetet Kier: Die frisch gehäuteten Stadien der mit Krebsen eng verwandten Insekten habe dahingehend einfach noch niemand näher untersucht. Er sieht "gute Chancen, auch hier fündig zu werden".

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