Glasschwämme

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Die Glasschwämme (Hexactinellida (Gr.: Sechsstrahlige)) sind eine Klasse aus dem Stamm der Schwämme (Porifera). Zu den Glasschwämmen werden 662 Arten (Encyclopedia of Life: Stand 2023) gezählt, die ausschließlich im Meer, vom Litoral bis in die Tiefsee, leben. Glasschwämme stellen rund acht Prozent aller bekannten Schwammarten.<ref>Rob W. M. Van Soest, Nicole Boury-Esnault, Jean Vacelet, Martin Dohrmann, Dirk Erpenbeck, Nicole J. De Voogd, Nadiezhda Santodomingo, Bart Vanhoorne, Michelle Kelly, John N. A. Hooper, John Murray Roberts: Global Diversity of Sponges (Porifera). In: PLOS ONE. 7, 2012, S. e35105, doi:10.1371/journal.pone.0035105.</ref> Zurzeit sind sie in 19 Familien und 125 Gattungen untergliedert.<ref>World Porifera Database 2013</ref>

Entwicklungsgeschichte

Glasschwämme gehören zu den ältesten vielzelligen Tieren der Erdgeschichte. Sie traten bereits im Kambrium in Erscheinung, wo man sie in etwa 545 Millionen Jahre alten Gesteinsschichten der Ediacara-Formation nachgewiesen hat. Ihre höchste Verbreitung erreichten sie im Jura und der Kreidezeit, in den flachen Gewässern der Tethys. Zu dieser Zeit erstreckte sich ein 7000 km langer Schwammriff-Gürtel vom heutigen Kaukasus, über Rumänien, Süddeutschland, die Iberische Halbinsel bis an die heutige Küste Neufundlands. Damit waren die Hexactinellida bedeutende Riffbildner, vergleichbar mit den heute lebenden Korallen. Die Kalkfelsen in der Fränkischen Alb sind z. B. fossile Überreste solcher Glasschwammriffe. Das einzig heute bekannte größere Glasschwammriff, im Hecate-Straße und Queen-Charlotte-Sound-Glasschwammriff-Meeresschutzgebiet, umfasst ca. 1000 Quadratkilometer vor der Westküste Kanadas.<ref name="SPE">Kompaktlexikon der Biologie: Hexactinellida. Spektrum der Wissenschaft, abgerufen am 12. September 2023</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Verbreitung und Vielfalt

Hexactinellida kommen in allen Weltmeeren vor und besiedeln vor allem die Tiefsee.<ref name="SPE" /> Eine besonders große Dichte erreichen sie in den Gewässern rund um den antarktischen Kontinent in einer Tiefe von 100 bis 500 m. Obwohl sie dort nur in wenigen Arten vorkommen, können sie bis zu 90 Prozent der am Meeresboden sitzenden Lebewesen (Benthos) ausmachen.

Die höchste Artenzahl in einer begrenzten Region wurde mit etwa 70 verschiedenen Arten an der Ostküste Japans in der vor Tokio gelegenen Sagami-Bucht gezählt. Die Vorkommen von Glasschwämmen aus dieser Region, in Tiefen von 150 bis 1000 m, sind seit den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts der Wissenschaft bekannt. Die Art Hyalonema sieboldii, damals noch als „Glaspflanze“ oder „Glaskoralle“ bezeichnet, wurde im alten Japan zu Zimmerschmuck oder Haarnadeln verarbeitet.

Datei:Glasschwamm Trochobolus, Seitenansicht.jpg

Fossiler Glasschwamm Trochobolus aus dem Weißjura der Fränkischen Alb bei Tüchersfeld

Merkmale und Körperbau

Glasschwämme weisen in ihrem Skelett sechsstrahlige oder davon ableitbare Nadelformen auf, die aus amorphem wasserhaltigem Siliziumdioxid (biogener Opal) aufgebaut sind. Die Bezeichnung der Klasse aufgrund der Morphologie ihrer Skelettelemente geht auf den Zoologen Eduard Oscar Schmidt zurück. In einer Glasschwammart können bis zu 20 verschieden geformte Nadeltypen auftreten.

Viele Glasschwammspezies verfügen über einen basalen Stiel, aus einem großen einstrahligen (monaxonen) Spiculum, oder einem Bündel langer Fäden, mit dem sie Halt im Meeresboden finden.<ref name="SPE"/> Ein Beispiel für den einstrahligen Aufbau ist die Art Monorhaphis chuni, die sich mit einer einzelne Schwammnadel von bis zu 3 m Länge und 8 mm Dicke im Tiefseeboden des Indischen und Pazifischen Ozeans verankert.

Im Ostchinesischen Meer wurde ein Exemplar von Monoraphis chuni gefunden, das während seiner 11.000-jährigen Lebenszeit Nadeln von 3 Meter Länge und 1 Zentimeter Dicke ausbildete, deren „Jahresringe“ als Klimaarchiv dienen und lokal stark schwankende Wassertemperaturen (zwischen 2 und 10 Grad Celsius) belegen.<ref>Spektrum der Wissenschaft, Juni 2012, S. 11; nach: {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Der Mechanismus der Nadelbildung der Hexactinellida ist in seinen Grundzügen aufgeklärt. Die Nadeln bestehen aus konzentrisch abgeschiedenen Lagen um einen zentralen Hohlkanal, den ein organisches Axialfilament ausfüllt. Dieses besteht größtenteils aus dem silikat-abscheidenden Enzym Silicatein, das zur Cathepsin-Unterfamilie gehört. Ein weiteres Enzym, die Silicase, dient dazu, das amorphe Silizium in Lösung zu halten. Silicase ist verwandt zu den Kohlenstoff-Anhydrasen, aktives Zentrum ist ein Metallkomplex mit Beteiligung von Zink. Die fertigen Nadeln bestehen neben der amorphen Silikat-Glasmasse zu größeren Anteilen aus Strukturproteinen, vermutlich zu großen Teilen Kollagen. Der „Verbundwerkstoff“ aus Silikatglas und Protein ist elastischer als reines Glas: So ist es möglich, eine Schwammnadel bis zur Kreisform zu biegen; beim Loslassen kehrt sie unbeschädigt in ihre Ausgangsform zurück.

Lebensweise

Datei:Anoxycalyx joubini3a.png

Anoxycalyx joubini

Glasschwämme leben als sessile Tiere standortsfest und ernähren sich als omnivore Filtrierer, indem sie Nahrungspartikel wie Plankton, Einzeller und Bakterien aus dem Wasser filtern. Bei Glasschwämmen konnte sowohl sexuelle als auch asexuelle Fortpflanzung nachgewiesen werden.<ref name="EOL" />

Die großen Glasschwämme bieten, mit ihren zahlreichen Hohlräumen, Lebensräume für zahlreiche wirbellose Tierarten, aber auch Jungfische. Ein Beispiel hierfür ist der bis zu 40 Zentimeter große Gießkannenschwamm (Euplectella aspergillum), der einen Kommensalismus mit Garnelen eingeht.<ref name="SPE" />

Nach dem Absterben der Schwämme bleiben ihre Skelettnadeln am Boden liegen und bilden mit der Zeit bis zu 2 Meter mächtige glaswollartige Nadelmatten, die den Meeresboden strukturieren und verändern. Glasschwämme sind daher ein bedeutender ökologischer Faktor in der Antarktis.

Systematik

Datei:Venus Flower Basket.jpg

Euplectella aspergillum in einer Tiefe von über 1700 Metern

Die bis 2023 erfassten 662 Spezies von Glasschwämmen werden in die beiden Unterklassen Amphidiscophora und Hexasterophora, die wiederum in 129 Gattungen und 19 Familien unterteilt werden:<ref name="EOL">Hexactinellid Sponges. Hexactinellida Schmidt 1870 Encyclopedia of Life, abgerufen am 12. September 2023</ref>

Amphidiscophora, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schulze, 1886{{#if:| {{{5}}}|}}<ref>WoRMS taxon details. Amphidiscophora World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>
- Amphidiscosida, Ordnung, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schrammen, 1924{{#if:| {{{5}}}|}}, mit den folgenden drei Familien<ref>WoRMS taxon details. Amphidiscosida World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>
  - Hyalonematidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}} Gray, 1857{{#if:| {{{5}}}|}}
  - Monorhaphididae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Ijima, 1927{{#if:| {{{5}}}|}} (monotypisch)
    - Monorhaphis chuni
  - Pheronematidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Gray, 1870{{#if:| {{{5}}}|}}

Hexasterophora <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schulze, 1886{{#if:| {{{5}}}|}}, mit drei Ordnungen<ref>WoRMS taxon details. Hexasterophora World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>

Datei:Staurocalyptus- noaa photo expl0951.jpg

Ein Staurocalyptus aus der Familie der Rossellidae

- Lychniscosida, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schrammen, 1903{{#if:| {{{5}}}|}}, mit den folgenden beiden Familien<ref>WoRMS taxon details. Lychniscosida World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>
  - Aulocystidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Sollas{{#if:| {{{5}}}|}}, 1887
  - Diapleuridae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Ijima{{#if:| {{{5}}}|}}, 1927

- Lyssacinosida, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Topsent, 1916{{#if:| {{{5}}}|}} mit den folgenden vier Familien<ref>WoRMS taxon details. Lyssacinosida World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>
  - Aulocalycidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Ijima{{#if:| {{{5}}}|}}, 1927
  - Euplectellidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Gray{{#if:| {{{5}}}|}}, 1867
    - Euplectella aspergillum, Gießkannenschwamm, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Owen{{#if:| {{{5}}}|}}, 1841
  - Leucopsacidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Ijima{{#if:| {{{5}}}|}}, 1903
  - Rossellidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schulze{{#if:| {{{5}}}|}}, 1885
    - Anoxycalyx joubini, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Topsent{{#if:| {{{5}}}|}}, 1916

- Sceptrulophora, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Mehl, 1992 {{#if:| {{{5}}}|}} mit den folgenden neun Familien<ref>WoRMS taxon details. Sceptrulophora World Register of Marine Species, abgerufen am 13. September 2023</ref>
  - Aphrocallistidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Gray{{#if:| {{{5}}}|}}, 1867
  - Auloplacidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schrammen{{#if:| {{{5}}}|}}, 1912
  - Craticulariidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Rauff{{#if:| {{{5}}}|}}, 1893
  - Cribrospongiidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Roemer{{#if:| {{{5}}}|}}, 1864
  - Euretidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Zittel{{#if:| {{{5}}}|}}, 1877
  - Farreidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Gray{{#if:| {{{5}}}|}}, 1872
  - Fieldingiidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Tabachnick & Janussen{{#if:| {{{5}}}|}}, 2004
  - Tretodictyidae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Schulze{{#if:| {{{5}}}|}}, 1886
  - Uncinateridae, <templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:|{{{4}}} |}}{{#if:|{{{2}}} |}}{{#if:| {{{3}}} |}}{{#if:| „{{{6}}}“ |}}Reiswig{{#if:| {{{5}}}|}}, 2002

Galerie

Glasschwämme von Ernst Haeckel in „Kunstformen der Natur“ von 1904

Glasschwämme von Ernst Haeckel in „Kunstformen der Natur“ von 1904
Glasschwämme nach Zeichnungen von Franz Eilhard Schulze (1840–1921)

Glasschwämme nach Zeichnungen von Franz Eilhard Schulze (1840–1921)
Mikroskleren (sternförmig; dunkel) im Gewebe eines Glasschwammes

Mikroskleren (sternförmig; dunkel) im Gewebe eines Glasschwammes
Der japanische Hexactinellida-Forscher Isao Ijima (1861–1921) an seinem Arbeitsplatz umgeben von Trockenpräparaten großer Glasschwämme aus der Sagami-Bucht

Der japanische Hexactinellida-Forscher Isao Ijima (1861–1921) an seinem Arbeitsplatz umgeben von Trockenpräparaten großer Glasschwämme aus der Sagami-Bucht
Der Glasschwamm Chaunangium crater, erbeutet auf der Valdivia-Expedition in den Jahren 1898–1899

Der Glasschwamm Chaunangium crater, erbeutet auf der Valdivia-Expedition in den Jahren 1898–1899
Eine nicht genauer bestimmte Hexactinellida-Art

Eine nicht genauer bestimmte Hexactinellida-Art
Unbekannte Hexactinellida-Art auf Kaurischnecken

Unbekannte Hexactinellida-Art auf Kaurischnecken
Eine Tretopleura-Art aus der Familie der Uncinateridae

Eine Tretopleura-Art aus der Familie der Uncinateridae

Literatur

John N. Hooper, Rob W. van Soest (Hrsg.): Systema Porifera: A Guide to the Classification of Sponges. Kluver Academic/Plenum Publishers, New York 2002, ISBN 978-0-306-47260-2.

Weblinks

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Glasschwämme – Dinosaurier der Meere. Süddeutsche Zeitung, 11. Mai 2010

Einzelnachweise