Studie zeigt: Possum-Garnelen nutzen den besonderen Geruch ihrer Höhle, um ihren Weg nach Hause zu finden

Heimkehren ist die Fähigkeit eines Tieres, zu einem ursprünglichen Ort zu navigieren, beispielsweise einem Brutplatz oder einem Nahrungsgebiet. Lachse und Brieftauben sind für ihre Heimkehr bekannt, aber ähnliche Verhaltensweisen treten auch bei so unterschiedlichen Gruppen wie Bienen, Fröschen, Ratten und Meeresschildkröten auf. Es ist bekannt oder wird vermutet, dass sich heimkehrende Tiere auf Orientierungspunkte, das Magnetfeld der Erde oder das Muster des polarisierten Lichts am Himmel verlassen, um ihren Weg zurück zu finden.

Eine weitere Gruppe, die bekanntermaßen Heimkehr zeigt, sind die in Höhlen lebenden Mysiden-Garnelen, die wegen der Beutel, in denen die Weibchen ihre Larven tragen, auch als Possum-Garnelen bekannt sind. Ergebnisse aus früheren Studien legten nahe, dass Mysiden chemische Signale verwenden könnten, um zu Unterwasserhöhlen zu navigieren, auf die gleiche Weise, wie Korallenlarven und in Korallen lebende Fische zwischen gesunden und gestörten Riffen unterscheiden können.

„Hier zeigen wir zum ersten Mal, dass Mysiden den für ihre Heimathöhle charakteristischen, aus Wasser stammenden Geruchsbouquet – ihre sogenannte chemische Meereslandschaft – von dem benachbarter Höhlen unterscheiden können“, sagte Dr. Thierry Pérez, CNRS-Forschungsleiter an der Meeresforschungsstation Endoume bei Marseille in Frankreich und Hauptautor einer neuen Studie in Grenzen der Meereswissenschaften.

„Das deutet stark darauf hin, dass diese charakteristischen Meereslandschaften ihnen helfen, ihre Heimathöhle wiederzufinden, wenn sie von ihren nächtlichen Wanderungen zurückkehren.“

Höhlenbewohner

Pérez und seine Kollegen untersuchten die Mysidenart Hemimysis margalefi, die in Meereshöhlen im nordwestlichen Mittelmeerraum lebt. Sie bildet dichte Schwärme mit Millionen von Individuen pro Höhle. Man geht davon aus, dass die Individuen dazu neigen, während ihrer gesamten Lebensspanne – zwischen einem und zwei Jahren – ihrer Geburtshöhle treu zu bleiben.

In der Abenddämmerung bewegen sie sich Hunderte von Metern weit ins offene Wasser, um sich von Algen, Detritus und anderem Zooplankton zu ernähren. Im Morgengrauen kehren sie in dieselbe Höhle zurück, um Schutz vor Raubtieren zu suchen.

Taucher haben Meerwasserproben aus drei Höhlen im Calanques-Nationalpark vor der Küste Südfrankreichs entnommen. Sie heißen „Fauconnière“, „3PP“ und „Jarre“. Sie liegen zwischen 11 und 24 Metern unter Wasser und sind zwischen 8 und 20 Kilometer voneinander entfernt.

Die Forscher fingen Hunderte von erwachsenen H. margalefi aus den Höhlen Fauconnière und Jarre. Zum Vergleich sammelten sie auch Exemplare einer anderen Myside – einer unbenannten Art der Gattung Leptomysis – die nicht in Höhlen lebt, sondern in seichten Gewässern in der Nähe der Station Endoume.

In jedem Versuchsdurchgang platzierten sie eine einzelne Garnele am Anfang eines Y-förmigen Kanals. Jeder Arm war mit einem 10-Liter-Tank verbunden, der mit Meerwasser aus einer der Höhlen gefüllt war. Dieses Wasser floss mit einer Geschwindigkeit von 50 Millilitern pro Minute aus den Tanks in den Kanal und transportierte dabei alle wasserlöslichen Metabolite mit sich.

Jede Garnele hatte somit die Wahl zwischen Wasserströmen aus zwei Höhlen, wobei die Zeit, die sie pro Arm verbrachte, ein Indikator für ihre Präferenz war. Wasser aus der 3PP-Höhle wurde immer als Kontrolle verwendet. Zwischen den Versuchen wurde der Kanal geleert und mit Kontrollwasser gespült, wonach die Tanks zwischen den Armen getauscht wurden.

Insgesamt testeten die Forscher 286 Tiere, davon 230 H. margalefi und 56 Leptomysis. Die Versuche wurden morgens und nachmittags durchgeführt, um zu testen, ob die Tageszeit Auswirkungen auf die Vorlieben der Garnelen hatte – es stellte sich jedoch heraus, dass dies keinen Effekt hatte.

Kein Ort riecht wie Zuhause

Die Ergebnisse zeigten, dass H. margalefi Wasser aus ihrer eigenen Höhle stark bevorzugte. Beispielsweise verbrachten Individuen aus der Jarre-Höhle 16-mal mehr Zeit in Armen mit Jarre-Wasser als in Armen mit 3PP-Wasser, während Individuen aus der Fauconnière-Höhle dreimal mehr Zeit in Armen mit Fauconnière-Wasser verbrachten als in Armen mit 3PP-Wasser.

Im Gegensatz dazu bevorzugten Individuen aus der Jarre-Höhle Fauconnière-Wasser nicht gegenüber 3PP-Wasser, während Individuen aus der Fauconnière-Höhle Jarre-Wasser nicht gegenüber 3PP-Wasser bevorzugten. Ebenso bevorzugte der nicht in Höhlen lebende Leptomysis nie eine bestimmte Wasserart gegenüber einer anderen.

Die Forscher verwendeten Ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographie in Verbindung mit hochauflösender Massenspektrometrie (UHPLC-HR-MS), um Unterschiede in den Metaboliten zwischen den Höhlen aufzudecken. Diese Ergebnisse zeigten, dass die Meereslandschaft hauptsächlich aus natürlichen Peptiden, Fettsäuren, Steroiden und Alkaloiden sowie anthropogenen Schadstoffen bestand. Die chemische Signatur des Jarre-Wassers unterschied sich deutlich von der des Fauconnière-Wassers, während die des 3PP-Wassers zwischen diesen beiden lag.

Die Forscher vermuteten, dass sesshafte Organismen wie Schwämme, die in diesen Höhlen in großer Menge vorhanden sind und bekanntermaßen viele spezialisierte Stoffwechselprodukte produzieren, einen großen Beitrag zur lokalen Meereslandschaft leisten.

„Wir wissen, dass die Nahrungsverfügbarkeit in marinen Höhlenökosystemen weitgehend von den täglichen Wanderungen von Zooplankton wie Mysiden abhängt. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass jede Veränderung der Wasserqualität oder der sessilen Fauna in Höhlen deren chemische Meereslandschaft verändern kann, was wahrscheinlich negative Auswirkungen auf das Funktionieren des gesamten Ökosystems hat“, sagte Pérez.

„Das ist besorgniserregend, denn aufgrund des globalen Wandels kommt es immer häufiger zu Massensterben von Schwämmen und Korallen.“

„Wir vertiefen derzeit unsere Ergebnisse, indem wir versuchen, die chemischen Zusammensetzungen verschiedener Höhlen mit der Artenvielfalt der dort lebenden sessilen Organismen zu korrelieren. Dabei konzentrieren wir uns auf die Rolle von Metaboliten aus Schwämmen und Korallen.“