Rädertiere - unsere heimlichen Nachbarn - NABU 07.07.2021 Michael Plewka, www.plingfactory.de
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NABU 07.07.2021
Michael Plewka, www.plingfactory.de
Rädertiere - unsere heimlichen Nachbarn
Dieses pdf ist ausschließlich für den privaten Gebrauch bestimmt. Jegliche öffentliche Nutzung aller hier präsentierten Daten/ Medien bedarf der schriftlichen Genehmigung. Michael Plewka www.plingfactory.de
Vor ziemlich genau 20 Jahren wurde das Grüne Klassenzimmer als gemeinsames Projekt zur Umweltbildung aller 3 Schulen des Schulzentrums West in Gevelsberg eingerichtet Initiiert von der Umweltpädagogin Anette Bussmann tatkräftige Hilfe: Biologische Station EN
Schulprojekt: Langfristige Untersuchung der Biodiversität im Stefansbachtal Gevelsberg und Dokumentation im www. „Was ist da drin in dem Teich?“
Um das herauszufinden, braucht man ein Mikroskop:
Wo kann man Rädertiere finden?
aquatische Bereiche
Aquarium Talsperren/ Stauseen/ Bäche Moore
terrestrische Bereiche
(Wald) Boden/ Laubstreu Moose auf Fels/ Beton etc. Polarregionen
Der Aufbau
der
Rädertiere
Der Bauplan eines Rädertiers
Kopf
mit Räderorgan
„Corona“
Vogeltränke
Rumpf
Fuß
Leider gibt es keine deutschen Namen! Philodina acuticornis
Größe eines Rädertiers im Vergleich zu einem Einzeller (Pantoffeltiertchen)
Rädertier:
- ca. 1000 Zellen
Zellkonstanz !!!
- miteinander
verwachsen
(Syncytium)
Pantoffeltier:
1 Zelle
2x Haaresbreite
Der Corona am Kopf verdanken die Rädertiere ihren Namen
Räderscheibe Rüssel
mit Cilien
Gehirn
KauerDer Corona verdanken die Rädertiere ihren Namen
Frontalansicht der Corona: die „Dreh“richtung ist bei allen Rädertieren gleich
7x langsamerDer Name der 2 Hauptgruppen ist von der Anzahl der Eierstöcke abgeleitet
1. Monogononta
- ein Eierstock
- meist im Wasser
Synchaeta
2. Digononta (Bdelloidea)
- zwei Eierstöcke
- meist an Land
(Leider gibt es keine deutschen Namen!)
AdinetaDie 2 Hauptgruppen der Rädertiere haben unterschiedliche ökologische Ansprüche:
1. Monogononta
sehr unterschiedlich gestaltet
(ein Eierstock)
meist im Wasser
2. Bdelloidea (Digononta)
m.o.w. ähnliche Gestalt
(zwei Eierstöcke)
viele an LandFortbewegung der bdelloiden („egelartigen“) Rädertiere:
Fortbewegung der bdelloiden („egelartigen“) Rädertiere:
Variationen des Bauplans: die Corona kann beträchtliche Ausmaße annehmen
Lappen-
Fusion
bildungVariationen des Bauplans: Reduktion der Corona
Ohne CilienVariationen des Bauplans: der Kauer im Rumpf dient der Aufnahme der Nahrung
Rami
REM-Aufnahmen, Unci
künstlich gefärbt Manubrium
mit PS FulcrumVariationen des Bauplans: der Kauer im Rumpf dient der Aufnahme der Nahrung
Variationen des Bauplans: der Fuß kann beträchtliche Ausmaße annehmen
Kopf
Rumpf
Lenden
Drüsen
Muskeln
Fuß
Sporen
ZehenVariationen des Bauplans: der Fuß kann beträchtliche Ausmaße annehmen, aber auch teleskopartig verkürzt werden
Variationen des Bauplans: auch bei einigen festsitzenden Arten ist der Fuß recht lang
Variationen des Bauplans: bei vielen Plankton-Arten ist der Fuß reduziert
Ohne FußDas Integument (die „Haut“) weist die Rädertiere als besondere Tiergruppe aus (Syndermata)
glatt
mit Schleim überzogen stachelig
starrer Panzer ornamentiert“Rädertiere in ihrem Lebensraum (1)
Rädertiere in ihrem Lebensraum (1):
PlanktonRädertiere in ihrem Lebensraum: aquatische Rädertiere im See / Teich
Pelagial
Lichtzone
Litoral
Dunkelzone
BenthalRädertiere in ihrem Lebensraum: aquatische Rädertiere im See / Teich
Pelagial
Lichtzone
Plankton
Litoral
Benthos
Dunkelzone
BenthalPlankton-Organismen müssen die Schwerkraft kompensieren
Plankton-Rädertiere: die wässrige Konsistenz verhindert das Absinken
Plankton-Rädertiere: Schwebefortsätze bewirken Reibung und verhindern somit das Absinken
viele Plankton-Rädertiere ernähren sich von Bakterio- und Phytoplankton (z.B. Algen)
Spezialisten bei der Nahrungsbeschaffung ein Zangen-Rädertier parasitiert in einer Kugelalge (Wimperkugel (Volvox))
Manche Rädertiere haben ihre eigene „Salatbar“ (Zoochlorellen)
MagenblindsackPlankton-Rädertiere: Räuber-Beute-Beziehung bei planktischen Formen im Magen dieses Sack-Rädertiers sind………………..…..……..… 7 Rädertiere als Beute
Plankton-Rädertiere: Räuber-Beute-Beziehung bei planktischen Formen Das Sack-Rädertier scheidet einen Stoff aus, welcher das Wachstum von Dornen bei der Beute bewirkt >>> Fraßschutz
Plankton-Rädertiere: Räuber-Beute-Beziehung bei planktischen Formen Koloniebildung als Fraßschutz beim Kugel-Rädertier
Die Fortpflanzung der Rädertiere (1)
Trotz relativ großer Entfernung zwischen den Individuen vermehren sich Plankton-Rädertiere schnell
beim Mensch:
350m Abstand!!
20 fach
in
3 Wochen
Fussmann 1993Durch Jungfernzeugung (Parthenogenese) können Plankton-Organismen effektiv Ressourcen ausnutzen.
Zellen im Tier:
unbefruchtetes
Ei
2n
rel. Größe:
ca. 60%
unbefruchtete
Eizelle
(bei
Jungfernzeugung):
2nManche Arten sind lebendgebärend Geburt eines Sack-Rädertiers
nkton-Rädertiere: sexuelle Fortpflanzung
3
2
4
1
rel. Größe:
20%
Zwergmännchen
Dauerei
(Geschlechtsdimorphismus)Die Dauereier von Rädertieren haben eine widerstandsfähige Schale Ascomorpha ecaudis Euchlanis triquetra Hexarthra mira Brachionus urceolaris Collotheca coronetta Filinia longiseta Conochilus natans Ptygura pilula
Die Fortpflanzung der Rädertiere (2):
Der Skandal der EvolutionBei den bdelloiden Rädertieren gibt es keine Männchen !!!
- ca. 500 Arten
- keine Männchen
beobachtet
- ??? kein Sex ???
- „evolutionary scandal“Wie kann man Sex „beweisen“? Untersuchung der Chromosomenzahlen
in den Zellkernen
Bei Bdelloiden:
Körperzelle: 2n
Körperzelle: 2n
Reduktionsteilung
(Meiose)
Keimzelle: 2n
==> keine Meiose
Keimzelle: 1n
kein Sex!!Sex und genetische Variabilität
Körperzelle:
Chromosomenzahl: 2n
2n
z.B. Mensch:
2 x 23
Reduktionsteilung
Chromosomen werden in
verschiedenen Kombinationen
auf die Tochterzellen verteilt
1n
z.B. Mensch: Keimzellen:
1 x 23 Chromosomenzahl:
jeweils: 1nDer „evolutionäre Skandal“ der Bdelloiden:
für „normale“ Organismen gilt: für Bdelloide lautet der Befund:
- Sex bedeutet genetische Vielfalt: - kein Sex
- aber trotzdem große Vielfalt !!
- genetische Vielfalt ermöglicht Evolution.
- Evolution bringt neue Arten hervor. - d.h. trotzdem Evolution !
Skandal !!!!
wie ist dieser Widerspruch zu (er)klären? Mehr dazu gleich….Rädertiere in ihrem Lebensraum (2):
BenthosAquatische Rädertiere : das Leben im Benthal bzw. Litoral
Pelagial
Lichtzone
Litoral
Dunkelzone
BenthalBenthos-Rädertiere befinden sich häufig auf oder zwischen Pflanzen und Algen
Floscularia ringens auf Laichkraut
(Potamogeton)festsitzende (sessile) Rädertiere als Gehäusebauer Blumen-Rädertier
Rädertiere als Gehäusebauer: das Blumen-Rädertier
benthische Rädertiere als Gehäusebauer: Andere dagegen bauen ein Gehäuse aus Schleim oder aus Kotpillen wie dieses Segel-Rädertier hier.
Wegen der sessilen Lebensweise müssen die Rädertiere:
zum Nahrungserwerb entweder strudeln
Kronlappen-RädertierWegen der sessilen Lebensweise müssen die Rädertiere:
- oder warten……..
Fransenkrone auf HornblattManche Rädertiere leben im Schlaraffenland
Mundtrichter
Reusen-RädertierDie „Beute“ des Reusen-Rädertiers sammelt sich „von selbst“ um die Corona herum an
Die „Augentierchen“ wandern „von selbst“ mittels zweier Geißeln in den Mundtrichter der Corona
Geißel
Augenfleck
Werden dort die Sensorhaare berührt…..zieht sich der Mundtrichter schlagartig zusammen…. und das Augentier wird in den Magen transportiert
Fazit: Die Corona wirkt nicht als Käfig oder „Reuse“, dh. als mechanisches Hindernis, sondern vielmehr zur Verteilung von „Duftstoffen“ (ähnlich wie das bei bestimmten Schmetterlingen der Fall ist (oder bei der Stinkmorchel)) die als Lockstoffe für Beuteorganismen dienen.
Bei dieser Art sind manche bis zum Platzen mit Kieselalgen (und anderen) gefüllt
Rädertiere in ihrem Lebensraum (3):
MoosRädertiere in Mooren
Vernetzung der Rädertiere im Ökosystem: Rädertiere als Mitbewohner im Torfmoos
Das Pillen-Rädertier lebt symbiotisch in den Retortenzellen von Torfmoosen
Nahrung
von außen
Retortenzellen
Dünger
im Moos Habrotrocha
Habrotrocha roeperi roeperiEine andere Art kommt nur in den in Hyalocyten des Torfmooses vor
Habrotrocha reclusaRädertiere als Mitbewohner im Wassersackmoos (Frullania)
Mniobia symbioticabdelloide Rädertiere als Mitbewohner im Wassersackmoos
Habrotrocha annulata
Mniobia scarlatinaRädertiere dienen nicht nur als Fischfutter, sondern sie spielen auch im Nahrungsnetz der
wirbellosen Organismen eine sehr wichtige Rolle
Rädertiere
Einzeller
BorstenwürmerFressen und gefressen werden: Rädertiere fressen Rädertiere
Marder-Rädertier
frisst
Zangen-Rädertier
Kannibalismus bem Sack-Rädertier
Zangen-Rädertier
frisst
Marder-RädertierÖkologie: dieser arme Wurm ist von 3 Parasiten befallen; 2 davon sind Rädertiere! Albertia naidis ist ein Endoparasit Cephalodella parasitica ist ein Ektoparasit
Rädertiere im Ökosystem: die Dichte der Rädertiere wird durch Parasiten begrenzt
Habrotrocha constricta
Rotaria macrura
SynchaetaRädertiere als Überlebenskünstler
viele bdelloide Rädertiere sind an Austrocknung angepasst
Überdauerungsform: „Tönnchen“:
Moospolster auf Brücke am Radweg Bahntrasse in Bredenscheid
Rädertier in
Trockenstarre (Anabiose)Bdelloide Rädertiere überleben extreme ökologische Bedingungen.
Diese Arten wurden im Moos auf unserem Hausdach gefunden:
2020: Temperatur bis 60 Grad!
mehrere Wochen TrockenheitBdelloide Rädertiere überleben extreme ökologische Bedingungen. „persönlicher Rekord“ für dieses (unscheinbare) Rädertier aus der Bergregion von Elba (Italien): über 3 Jahre ohne Wasser ! Mte.Capanne/ Elba coll: 09/2013; img: 26.01.2017
Überlebenskünstler: Adineta, gefunden im Kalkbelag eines Duschkopfs:
Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=31221.msg231823#msg231823Überlebenskünstler: aus dem Trester einer Kaffeemaschine:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=23800.0
Habrotrocha constrictaDie Konsequenz der Trockenstarre: 1. Überdauern von schlechten Lebensverhältnissen 2. Tönnchen können wegfliegen >>> Verbreitung auf Dachmoos 3. somit besteht Fluchtmöglichkeit vor Parasiten 4. Das Genom (= DNA) „zerbricht“ und wird manchmal falsch repariert. Dieses führt zum „Gen-Klau“ >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Rädertiere und moderne Biologie
Das gesamte Genom einiger Rädertierarten ist bereits bekannt und in Datenbanken abrufbar
1. Rädertier-Gen vor der Trockenstarre
Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 Gen 5
2. Trockenstarre >>> Genom bricht :
3. Reparatur: stellt das ursprüngliche Genom wieder herBei der Anabiose kann eine genetische Variation entstehen.
1. Trockenstarre >>> Genom bricht :
Fremd-Gen
(z.B. aus Alge)
2. „Reparatur“: Fremdgen wird eingebaut
(Stichwort: Syncytium):
es entsteht ein neues Genom
Horizontaler Gentransfer HGT
3. Rädertier mit neuen EigenschaftenHorizontaler Gentransfer somit bietet eine Erklärung für die Evolution der bdelloiden Rädertiere
Rädertiere in fernen Welten
Dem intensiven Sonnenlicht ausgesetzte Arten sind oft rötlich (UV-Schutz?) Felspfütze (Bretagne)
Moos-Rädertiere aus alpinen Regionen (Südtirol)
Dank an
Pit Städtler
für die Proben !!!!
Macrotrachela brachysoma
4 Monate ohne Wasser
Philodina convergensIn tropischen Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit gibt es nur wenige bdelloide Rädertiere! keine Austrocknung >> keine Tönnchen >> keine Verbreitung > keine Flucht vor Parasiten Tulamben/ Bali Habrotrocha ligulata
Rädertiere aus fernen Ländern >>>>> inaturalist.org Philodina gregaria; ein endemisches Rädertier in der Antarktis
Von dieser Rädertierart sind z.Zt. einige Tausend Exemplare auf der ISS:
Von dieser Rädertierart sind z.Zt. einige Tausend Exemplare auf der ISS:
http://rotifer-in-space.com
Folgende Fragen werden untersucht:
Hat die Umgebung im Weltall
(Schwerkraft / Strahlung)
Einfluss auf die
Embryonalentwicklung?
Hat die Umgebung im Weltall
(Schwerkraft / Strahlung)
Einfluss auf die
DNA-Reparatur?Im sibirischen Permafrost haben einige Individuen dieser Art 24 000 Jahre überdauert.
Im sibirischen Permafrost überwintern Rädertiere Im sibirischen Permafrost haben einige Individuen dieser Art 24 000 Jahre überdauert.
Im sibirischen Permafrost haben einige Individuen dieser Art 24 000 Jahre überdauert.
Bohrkern
keine Kontamination
Kultur der gefundenen Rädertiere
Molekulargenetische Analyse (Metagenom)
14C-Bestimmung des organischen MaterialsQuellen: Bücher DONNER, J Rädertiere (Rotatorien) Kosmos Verlag ISBN 3-440-03968-4 ENGELHARDT Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Kosmos Verlag ISBN 3-440-06638-X KOSTE, W. Rotatoria-Die Rädertiere Mitteleuropas Gebr. Bornträger ISBN 3 443-39072-2 RUTTNER-KOLISKO Plankton Rotifers Biology and Taxonomy E.Schweizerbartsche Verlagsbuchandlung ISBN 3 510-40735-0 STREBLE / KRAUTER Das Leben im Wassertropfen Kosmos Verlag ISBN 3-440-04000-3 WULFERT, K. Rädertiere Neue Brehm Bücherei Ziemsen Verlag ISBN 3-89432-243-8 web: https://www.plingfactory.de https://www.inaturalist.org https://www.mikroskopie-forum.de https://www.moor-impressionen.at http://rotifer-in-space.com
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