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Zoologie: Insektengleich

Um erfolgreich auf dem Land Fuß zu fassen, mussten die wasserbewohnenden Vorfahren des Palmendiebes erfinderisch sein. Auch beim Geruchssinn waren Innovationen der bislang erprobten Ausstattung gefragt. Verblüffend nur, wie die "Nase" jener Krebse der von Insekten ähnelt.
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Sein Name klingt wenig schmeichelhaft: Palmendieb (Birgus latro) heißt der bis zu vier Kilogramm schwere Krebs, der einen guten halben Meter Körperlänge erreichen kann. Kein Wunder, denn auf der Suche nach Kokosnüssen erklimmt der größte an Land lebende Gliederfüßer der Welt sogar Palmen. Mitunter fallen die Früchte bei seinen Aktivitäten vom Baum, doch wohl eher unbeabsichtigt, als dass der Kletterkünstler sie aktiv "stiehlt". Tatsächlich ist das Tier in der Lage, die Nüsse mit seinen massiven Scheren zu schälen und aufzuknacken. Allerdings verzehrt es sie nur, wenn andere schneller zugängliche Ressourcen Mangelware sind. Denn das "Sprengen" jener Früchte kostet den Krebs einige Wochen.

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Birgus latro | Der bis zu vier Kilogramm schwere Palmendieb (Birgus latro) ist mit einer maximalen Länge von über einem halben Meter der größte an Land lebende Gliederfüßer der Welt. Im Laufe der Evolution hat dieser Krebs offenbar Schlüsselaspekte der "Insektennase" erneut erfunden, um das Problem des Geruchsvermögens in seiner terrestrischen Umgebung zu lösen.
Und so lebt der Palmendieb nicht nur rein vegetarisch, sondern konsumiert auch Aas. Vermutlich weist der Geruchssinn dem größtenteils nächtlich aktiven Räuber den Weg zu seinen Mahlzeiten. Doch wie nimmt dieser an Land heimische Krebs, dessen Ahnen noch im Meer schwammen, Düfte wahr? Schließlich stellt der Übergang vom Wasser zum Land unweigerlich neue Anforderungen an die sensorische Ausrüstung eines Tieres. Denn im Trockenen stammt der Reiz nicht mehr von hydrophilen Molekülen in wässriger Lösung, sondern von hydrophoben Substanzen in der Gasphase. Sind die Landkrebse im Laufe der Evolution zu denselben Lösungen wie andere terrestrische Tiere gekommen oder weisen ihre "Nasen" womöglich einzigartige Neuerungen auf?

Auf der Weihnachtsinsel im Indischen Ozean gingen Marcus Stensmyr von der Swedish University of Agricultural Sciences und seine Kollegen diesen Fragen nach. Um zu überprüfen, ob die Palmendiebe überhaupt über weite Strecken von Düften angezogen werden, installierten die Forscher in den Lebensräumen der Krebse hölzerne Stangen mit deren bevorzugter Nahrung: toten Roten Landkrabben (Gecarcoidea natalis), Kokosnuss-Fruchtfleisch und Mark von Arenga-Palmen. Nach Sonnenuntergang untersuchten sie jede halbe Stunde, wie die Tiere auf die jeweils in Vierergruppen platzierten Köder – drei von jedem Typ plus einen leeren zur Kontrolle – reagierten.

Innerhalb von Minuten spürten die Palmendiebe diese Futter-Posten auf und trafen nachfolgend in hoher Anzahl ein. Nach einer Beobachtungszeit von 4,5 Stunden registrierten die Wissenschaftler insgesamt 14 Besuche an den Lockstationen mit Krabben, acht an den Kokosnuss-Stationen und vier an den Arenga-Stationen. Die leeren Köder ließen die Krebse hingegen links liegen.

Anschließend beleuchteten die Forscher, ob die olfaktorischen Organe des Palmendiebes – ähnlich wie bei anderen Crustaceen – auf seinen markanten kleinen Fühlern aus je drei basalen Segmenten und einem Paar Flagellen liegen. Und die mit Hilfe des Elektroantennogramms (EAG) aufgezeichneten Summenpotenziale der Geruchsrezeptorneuronen auf die bereits zuvor eingesetzten Duftreize belegten: Das Flagellum produzierte jeweils verschiedene Antworten. Die basalen Abschnitte zeigten hingegen keinerlei Aktivität. Folglich nehmen die kleinen Antennen tatsächlich Gerüche wahr.

Als die Wissenschaftler die Eigenschaften dieses Systems im Detail untersuchten, stellten sie fest, dass jene Fühler empfindlich auf Kohlendioxid reagieren – und zwar in ähnlicher Weise wie die von Insekten. Vermutlich entwickelten sich die CO2-Rezeptoren als Anpassung an terrestrische Bedingungen und sind für das Aufspüren von Nahrung wichtig. Denn Kadaver setzen im Zuge des mikrobiellen Abbaus große Mengen an CO2 frei. Zudem reagierten die kleinen Antennen auf Wasserdampf, der jedoch im Gegensatz zu Kohlendioxid eine positive EAG-Antwort hervorrief. Interessanterweise existieren auch hier Parallelen zu den Insekten.

Wie weitere Versuche mit zwei Kadaver-"Duftstoffen" sowie Ananas-, Bananen- und Kokosnuss-Gerüchen enthüllten, war das olfaktorische System der Palmendiebe im Stande, all diese Verbindungen wahrzunehmen – aber in sehr unterschiedlichem Maße. "Das Antwortmuster zeigt eine beeindruckende Gesamt-Selektivität und Empfindlichkeit des Systems", betonen die Forscher.

Beobachtungen im Regenwald ergaben zudem, dass Palmendiebe auf Köder mit der Kadaver-Substanz Dimethyltrisulfid mit typischem Verhalten reagieren: Hatten die Krebse die Duftquelle aufgespürt, so untersuchten sie dauernd die Luft, indem sie mit ihren kleinen Fühlern schnalzten – vergleichbar Insekten, wenn sie in Kontakt mit einer Duftfahne kommen. Und auch hinsichtlich der Struktur ihrer Geruchssysteme weisen Palmendiebe und Insekten Gemeinsamkeiten auf.

"Die 'Insektennase' des Palmendiebs ist ein bemerkenswertes Beispiel von konvergenter Evolution und illustriert schön, wie ähnliche Selektionsdrücke zu gleichen Anpassungen führen", resümieren die Wissenschaftler.
26.01.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 26.01.2005

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