Holzfressende Muscheln nutzen ihren Kot, um ihren Lebensraum zu dominieren: Studie

Tief unter den Wellen bohrten sich winzige Muscheln mit Schalen, die normalerweise so groß wie eine Erbse sind, in versunkene Holzstücke. Das Holz ist für sie Nahrung und ein Zuhause. Diese seltenen, verstreuten, versunkenen Holzstücke unterstützen Miniaturökosysteme, in denen verschiedene holzbohrende Muschelarten jahrelang in Harmonie leben können. Aber in einem neuen Papier in Marine Biodiversitätfanden Forscher heraus, dass eine Gruppe holzbohrender Muscheln eine einzigartige Methode entwickelt hat, um das Holz ganz für sich zu gewinnen: den Bau von Schornsteinen aus Kot.

„Es gibt zwei Herausforderungen, denen sich jedes Meerestier stellen muss: Reines Wasser hineinbekommen, damit Sie Sauerstoff in Ihre Kiemen bekommen, und Ihre Ausscheidungen loswerden. Denn niemand möchte in seinem Kot leben. Aber hier leben diese Muscheln mit ihren und tatsächlich gedeihen“, sagt Janet Voight, Associate Curator of Invertebrate Zoology am Field Museum und Hauptautorin der Studie.

Wissenschaftler können Holz auf den Meeresboden legen, Monate oder sogar Jahre später zurückkehren und es mit „einer erstaunlichen Vielfalt von Tieren“ bergen, sagt Voight; ein anderes Mal kommt Holz, das die gleiche Zeit untergetaucht war, so angenagt und durchbohrt wieder hoch, dass Sie es in Ihrer Hand zerbröckeln können. Dieser Unterschied war ein Rätsel, und Voight wollte wissen, warum.

Sie nahm eine Bestandsaufnahme der holzbohrenden Muschelarten vor, die in Berichten über versunkenes Holz aus der ganzen Welt vorkommen, und sie bemerkte ein Muster. „Es gibt sechs Hauptzweige im Stammbaum der holzbohrenden Muscheln, und jeder Holzfall, der so stark gebohrt wurde, dass er von Hand zerdrückt werden konnte, stellte sich heraus, dass er von einer Art aus demselben einzelnen Zweig dieses Stammbaums gelangweilt wurde“, sagt Voight .

Sie sagt, dass sie von diesem Befund überrascht war – „das sollte nicht passieren, man geht einfach davon aus, dass alle holzbohrenden Muschelarten, die ziemlich ähnlich aussehen, sich auf die gleiche Weise in Holz bohren. Und doch ist hier eine Gruppe, die etwas tut ganz anders.“

Wissenschaftler hatten vermutet, dass das extra zerkaute Holz auf viele Larven zurückzuführen ist, die zufällig in der Nähe vorhanden waren, oder auf wärmere Wassertemperaturen, aber es stellt sich heraus, dass die Natur der Muscheln dafür verantwortlich sein könnte. Voight bemerkte, dass all diese besonders effizienten, verwandten Arten ein gemeinsames Merkmal haben, bei dem die Sonne nicht scheint. Während die Muscheln graben und sich in ihre Bohrlöcher im Holz bewegen, füllen sie den Raum um sie herum innerhalb der Löcher mit ihrem eigenen Kot.

„Sie tun es nicht absichtlich, ihre Anatomie zwingt sie dazu“, sagt Voight. „Wenn sich diese Muscheln in Holz bohren, erledigt ihre kleine Schale das Bohren.“ Unterdessen ragen die Siphons der Muscheln, röhrenförmige Anhängsel zum Aufnehmen von Wasser, um Sauerstoff zu bekommen, und zum Ausstoßen von Abfallstoffen, hinter ihnen hervor. „Bei den meisten holzbohrenden Muscheln sind diese beiden „Ein- und Aus“-Siphons gleich lang und ragen in die Wassersäule hinein“, sagt Voight.

„Aber bei diesen verwandten hyperbösen Bohrern ist der Siphon zum Ausstoßen von sauerstoffarmem Wasser und Kot kurz; er bleibt im Bohrloch im Holz. Als Ergebnis, sagt Voight, „kacken sie in ihr Bohrloch. Sie müssen nur, es sei denn, sie drücken wirklich, wirklich.“ Der Abfall bleibt genau dort mit der Muschel und bildet einen Schornstein, der sich um den Siphon wickelt.

Dass Tiere eine Anatomie entwickeln würden, die sie in so engem Kontakt mit ihrem eigenen Abfall hält, sei überraschend, sagt Voight: „Es ist sicher nicht sehr hygienisch, und dennoch zeigen sie keine Anzeichen von Immunproblemen. Sie sind gesund, sie.“ Es geht eindeutig um den Wald. Warum haben sie sich so entwickelt?“

Sie und ihre Kollegen stellten die Hypothese auf, dass diese Kotkamine die Ansiedlung von Larven anregen könnten: dass ihre frei schwebenden Larven in der Lage sein könnten, den Kot zu erkennen und sich dorthin zu begeben, um sich neben Mitgliedern ihrer eigenen Art ein Zuhause zu schaffen.

Aber das bleibt immer noch das Problem: Selbst wenn ein Kotkamin als Leuchtfeuer für andere Artgenossen dient, um sich ihnen auf ihrem Holz anzuschließen, wie können diese Individuen überleben, wenn sich immer mehr Larven ansiedeln und die Umwelt schmutziger wird und Sauerstoff weniger verfügbar ist ?

„Diese Gruppe von Muschelarten hat sich in früheren Studien als ungewöhnlich tolerant gegenüber niedrigem Sauerstoffgehalt erwiesen“, sagt Voight. Sie haben auch zusätzliche Anpassungen, wie eine Schleimhautauskleidung ihrer Kotschlote und eine Substanz wie Hämoglobin in ihrem Blut, die mehr Sauerstoff aufnimmt; beide können das Risiko einer Sulfidvergiftung durch den Abfall verringern.

Zusammengenommen ermöglichen diese Anpassungen diesen Arten, unter Bedingungen zu überleben, die nicht verwandte holzbohrende Muscheln krank machen würden. Das Endergebnis ist mehr Holz für die schornsteinproduzierenden Arten zum Fressen, Leben und für ihre Nachkommen, um sich ungestört von Konkurrenten niederzulassen.

Voight sagt, dass die Studie nicht nur das Geheimnis des grob zerkauten Holzes mit einer noch groberen Lösung löst, sondern auch die Bedeutung der Betrachtung der Ökologie mit einem Verständnis dafür, wie verschiedene Arten miteinander verwandt sind, verdeutlicht.

„Wenn Sie mit etwas konfrontiert werden, das rätselhaft erscheint, müssen Sie manchmal einen Schritt zurücktreten und das Gesamtbild betrachten, viele verschiedene Studien zusammenstellen, um zu sehen, dass das, was rätselhaft erschien, ein Produkt der Evolution ist“, sagt er Voigt. „Ein guter Stammbaum kann dabei helfen, Muster aufzudecken, und je mehr wir über die Evolutionsgeschichte dieser verschiedenen Gruppen wissen, desto mehr können wir herausfinden, wie sie zusammenpassen.“