Welse heften sich anders als erwartet

Einige kennen Saugmaul-Panzerwelse vielleicht als „Fensterputzer“ aus Aquarien, weil sie ein Saugmaul besitzen, das es ihnen ermöglicht, sich an verschiedenen Oberflächen festzusetzen. Die Befestigung wird nicht nur durch ein von den Fischen erzeugtes Vakuum ermöglicht, sondern auch durch spezifische Strukturen ihres Mauls, die eine Verzahnung und Haftung an Oberflächen ermöglichen. Ein Forscherteam hat diese einzigartigen Saugmäuler genau untersucht und ihre Ergebnisse zusammengefasst Ergebnisse in einer aktuellen Studie veröffentlicht in Grenzen in der Zoologie.

Das Team untersuchte insgesamt 67 verschiedene Arten von Panzerwelsen und untersuchte deren Mäuler genau, um Einblicke in die Anpassungen dieser Tiere zu gewinnen, die es ihnen ermöglichen, sich an den verschiedenen Oberflächen ihrer Flussumgebung festzusetzen. Im Verlauf der Studie entdeckten sie eine überraschende Vielfalt an Mundstrukturen.

Die morphologische Vielfalt der Panzerwelse ist mit über 1.000 bekannten Arten überwältigend. Weibchen und Männchen unterscheiden sich oft in ihrem Aussehen, was die Forschung noch anspruchsvoller macht. Darüber hinaus unterliegen einige Arten im Laufe ihres Lebens erheblichen Veränderungen in ihrer Morphologie, bis sie ausgewachsen sind. Die Forscher waren überrascht, eine Vielzahl von Saugmäulern zu finden, die mit kleinen, schleimbedeckten Erhebungen, sogenannten Papillen, ausgestattet sind.

„Dabei handelt es sich um Fischarten mit einer relativ engen Verwandtschaftsbeziehung. Wir hatten also mit ein oder zwei unterschiedlichen Haftstrukturen gerechnet, aber nicht mit mehr. Wir hätten nie gedacht, dass wir eine solche Vielfalt an Haftstrukturen entdecken würden, nicht nur in Bezug auf die Papillen, sondern auch in Bezug auf die Papillen.“ ihre Tipps“, sagt Dr. Wencke Krings, Wissenschaftlerin am LIB und Hauptautorin.

„Wir erwarten nun eine noch größere Vielfalt an Haftstrukturen, wenn wir mehr Arten untersuchen“, sagt Daniel Konn-Vetterlein, ebenfalls Teil des Autorenteams. Er ist mit der Ökologie dieser Tiere gut vertraut, da er diese Tiere während seiner Expeditionen in Südamerika in ihrem natürlichen Lebensraum beobachtet und untersucht. In diesem Zusammenhang ist es erwähnenswert, wie die Tiere für die Studie gesammelt wurden: Aquarienfreunde stellten bereitwillig Exemplare zur Verfügung, die im Laufe der Jahre auf natürliche Weise starben.

Die für die Adhäsion am Welsmaul verantwortlichen Strukturen waren für die Forscher nicht ganz neu. „Hier finden wir Formen, die wir bereits von Insekten kennen. Insekten, Fische, Tintenfische – viele Tiere, die an Oberflächen haften, sind mit ähnlichen Strukturen ausgestattet“, erklärt Wencke Krings.

Bei Panzerwelsen sind diese Strukturen zusätzlich mit Schleim bedeckt, was neben dem Vakuum auch die Haftfähigkeit durch Adhäsion erhöht. Die Forscher identifizierten bei den Tieren vier verschiedene Formen dieser Papillen. Die Spitzen dieser Papillen sind sogar noch vielfältiger – das Team beobachtete acht verschiedene Variationen, die mit den bekannten Klebestrukturen übereinstimmen. Prof. Stanislav Gorb von der Universität Kiel, Experte für biologische Haftstrukturen, erläuterte die funktionelle Anpassung der Welspapillen an entsprechende Substratoberflächen in der Natur.

Unterstützung erhielt Wencke Krings von Prof. Bernhard Hausdorf, Leiter der Mollusken-Sektion am Naturmuseum Hamburg. Beide sind in der Regel auf Schnecken spezialisiert, bewegen sich aber nicht völlig auf unbekanntem Terrain. Wie immer steht die Evolution der Tiere im Mittelpunkt ihrer Forschung.

In diesem Projekt war Hausdorf für die Rekonstruktion der Evolution der Adhäsionsstrukturen in der Evolutionsgeschichte verantwortlich. „Die Verteilung der Haftstrukturen im Stammbaum zeigt, dass sich verschiedene Haftstrukturen mehrfach unabhängig voneinander entwickelt haben. Möglicherweise haben ähnliche Selektionsfaktoren, wie etwa das natürliche Substrat, an dem die Tiere haften, zur parallelen Entwicklung ähnlicher Strukturen geführt“, fügt Hausdorf hinzu.

„Die Studie eröffnet zahlreiche neue Wege zur Erforschung: Was können die Tiere außer Saugen noch mit ihrem Maul machen? Welches Maul eignet sich für welchen Lebensraum besonders? Wie kommen die reviertreuen Tiere mit den Veränderungen in ihren Ökosystemen zurecht? Das sind Fragen, was durch zukünftige Studien unserer Kollegen beantwortet werden könnte.“