Schlangenstern

Schlangenstern Fossiler Bereich: Ordovizium bis Holozän
„Ophiodea“ aus Ernst Haeckel’s Kunstformen der Natur, 1904
Wissenschaftliche Klassifikation
Königreich: Animalia Phylum: Echinodermata Subphylum: Asterozoa Klasse: Ophiuroidea Gray, 1840
Orders
MEOegophiurida Ophiurida Phrynophiurida

Kleiner Stern ist der gebräuchliche Name für alle marinen Organismen aus der Klasse der Stachelhäuter (Ophiuroidea), Sie zeichnen sich durch lange, flexible, typischerweise schlanke Arme aus, die mit einer zentralen Körperscheibe verbunden sind. Sie ähneln den verwandten Seesternen, allerdings ist die zentrale Körperscheibe scharf von den Armen abgegrenzt, und die Arme sind im Allgemeinen schlanker als bei den anderen Arten. Als Mitglieder der Ophiuroidea werden sie auch als Ophiuroiden bezeichnet. Der Name Schlangensterne spiegelt ihre Fähigkeit wider, die Arme zur Verteidigung gegen Fressfeinde abzubrechen, wobei die Arme später wieder nachwachsen.

Schlangensterne können genauer mit den Mitgliedern der Gattung Ophiurida innerhalb der Ophiuroidea identifiziert werden und sind als Ophiuriden bekannt, während die Gattung Euryalida gemeinhin als Korbsterne bezeichnet wird. Dieser Artikel konzentriert sich auf die größere Bedeutung der Schlangensterne als Mitglieder der Ophiuroidea.

Es gibt heute etwa 1.500 Arten von Schlangensternen, die meist in tiefen Gewässern in mehr als 500 Metern Tiefe vorkommen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der benthischen Nahrungskette, indem sie Detritus, Plankton, Würmer, kleine Weichtiere und Krebstiere verzehren, während sie selbst Beute für Fische und Krebse sind, die sich am Boden ernähren. Für den Menschen sind sie von geringem kommerziellen Wert und werden nur selten gesehen, da sie in tieferen Gewässern leben, aber aufgrund ihrer Schönheit und ihres einzigartigen Verhaltens üben sie dennoch eine große Faszination auf den Menschen aus.

Überblick und Beschreibung

Schlangensterne sind Stachelhäuter, d. h. wirbellose Meerestiere, die zum Stamm der Stachelhäuter (Echinodermata) gehören und im Allgemeinen durch ein hartes inneres Kalkskelett, ein Wassergefäßsystem, klebende „Röhrenfüße“ und eine fünfstrahlige radiale Symmetrie zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrem Leben gekennzeichnet sind. Neben den Schlangensternen gehören auch Seesterne, Sanddollars, Seelilien, Seeigel und Seegurken zu diesem Stamm.

Viele Korbsterne haben weit verzweigte Arme.

Schlangensterne bilden eine der Klassen innerhalb der Stachelhäuter, die Klasse Ophiuroidea. Die Ophiuroidea haben eine zentrale Scheibe, von der Arme ausgehen. Ophiuroidea haben in der Regel fünf lange, schlanke, peitschenartige Arme, die sich in Pentaradialsymmetrie erstrecken und bei den größten Exemplaren eine Länge von bis zu 60 Zentimetern (zwei Fuß) erreichen können. Sie benutzen diese flexiblen Arme, um über den Meeresboden zu kriechen. Die Röhrenfüße, die bei Stachelhäutern üblich sind und bei anderen Stachelhäutern oft zur Fortbewegung genutzt werden, dienen bei Schlangensternen in erster Linie als Tastorgane.

Viele der Ophiuroiden sind in den relativ geringen Tiefen, die der Mensch normalerweise aufsucht, nur selten anzutreffen, aber sie sind eine vielfältige Gruppe.

Ophiuroidea enthält zwei große Gruppen: Ophiurida und Euryalida. Obwohl beide zusammen als Schlangensterne betrachtet werden können, gehören die „echten Schlangensterne“ zu den Ophiurida, während die Euryalida als Korbsterne bekannt sind. Viele der Korbsterne haben charakteristische, vielfach verzweigte Arme.

Scheibe und innere Organe

Fossiler Schlangenstern Palaeocoma egertoni aus dem englischen Jura.

Wie alle Stachelhäuter besitzen die Ophiuroidea ein Skelett aus Calciumcarbonat in Form von Calcit. Bei den Ophiuroidea sind die Kalzitknöchelchen zu Panzerplatten verschmolzen, die zusammen als Test bezeichnet werden.

Von allen Stachelhäutern haben die Ophiuroidea wohl die stärkste Tendenz zur fünfgliedrigen radialen (pentaradialen) Symmetrie. Der Körperumriss ähnelt dem der Asteroidea (Seesterne), da die Ophiuroidea fünf Arme haben, die mit der zentralen Körperscheibe verbunden sind. Allerdings ist bei den Ophiuroiden die zentrale Körperscheibe scharf von den Armen abgegrenzt. Die Scheibe enthält alle Eingeweide. Das heißt, die inneren Verdauungs- und Fortpflanzungsorgane gehen nicht in die Arme über, wie es bei den Asteroidea der Fall ist.

Grüner Schlangenstern

Verdauungssystem

Der Mund des Schlangensterns ist von fünf Kiefern umgeben und dient sowohl als Anus (Schlund) als auch zur Nahrungsaufnahme. Hinter den Kiefern befinden sich eine kurze Speiseröhre und eine große, blinde Magenhöhle, die einen Großteil der dorsalen Hälfte der Scheibe einnimmt. Ophiuroiden haben weder einen Kopf noch einen Anus. Die Verdauung erfolgt in zehn Beuteln oder Falten des Magens, die im Wesentlichen Zäpfchen sind und sich wie bei Seesternen in die Arme erstrecken. Die Magenwand enthält drüsenartige Leberzellen.

Nervensystem

Das Nervensystem besteht aus einem Hauptnervenring, der um die zentrale Scheibe verläuft. An der Basis jedes Arms verbindet sich der Ring mit einem Radialnerv, der bis zum Ende der Gliedmaße verläuft. Ophiuroide haben keine Augen im eigentlichen Sinne. Sie verfügen jedoch über eine gewisse Fähigkeit, Licht durch Rezeptoren in der Epidermis wahrzunehmen. Diese sind vor allem an den Enden der Arme zu finden, wo sie Licht wahrnehmen und sich in Spalten zurückziehen.

Atmung

Gasaustausch und Ausscheidung erfolgen durch mit Flimmerhärchen ausgekleidete Säcke, die Bursae genannt werden; jeder öffnet sich im interambulakralen Bereich (zwischen den Armbasen) der oralen (ventralen) Oberfläche der Scheibe. Typischerweise gibt es zehn Schleimbeutel, und jeder passt zwischen zwei Magenverdauungstaschen.

Muskuloskelettsystem

Skelett

Sowohl die Ophiurida als auch die Euryalida (Korbsterne) haben fünf lange, schlanke, flexible, peitschenartige Arme, die bis zu 60 Zentimeter lang sind. Sie werden von einem inneren Skelett aus Kalziumkarbonatplatten getragen, die als Wirbelknöchelchen bezeichnet werden. Diese „Wirbel“ sind über Kugelgelenke gelenkig miteinander verbunden und werden durch Muskeln gesteuert. Es handelt sich im Wesentlichen um verschmolzene Platten, die den parallelen Ambulakralplatten bei Seesternen und fünf paläozoischen Ophiuroiden-Familien entsprechen. Bei den modernen Formen befinden sich die Wirbel in der Mitte des Arms. Der Körper und die Arme tragen außerdem Kalzitplatten (ventral und dorsal) und feine Stacheln (lateral), die die Wirbelsäule schützen. Die Stacheln bilden bei den Ophiuroiden eine starre Begrenzung der Armkanten, während sie bei den Euryaliden in nach unten gerichtete Keulen oder Häkchen umgewandelt sind.

Die Euryaliden sind den Ophiuriden ähnlich, wenn auch meist größer, aber ihre Arme sind gegabelt und verzweigt.

Die Podien der Ophiuroiden dienen im Allgemeinen als Sinnesorgane. Sie dienen in der Regel nicht der Nahrungsaufnahme wie bei den Asteroidea. Im Paläozoikum hatten Schlangensterne offene Ambikularrillen, die bei modernen Formen jedoch nach innen gerichtet sind.

Muskeln

Bei lebenden Ophiuroiden sind die Wirbel durch gut strukturierte Längsmuskeln verbunden. Die Ophiuroida bewegen sich horizontal, die Euryalina vertikal. Letztere haben größere Wirbel und kleinere Muskeln. Sie sind weniger krampfhaft, können aber ihre Arme um Gegenstände schlingen und diese auch nach dem Tod festhalten. Diese Bewegungsmuster sind für die einzelnen Taxa charakteristisch und unterscheiden sie voneinander. Ophiuroida bewegen sich schnell, wenn sie gestört werden. Ein Arm drückt nach vorne, während die anderen vier wie zwei Paare von entgegengesetzten Hebeln wirken und den Körper in einer Reihe von schnellen Stößen vorwärts bewegen. Obwohl erwachsene Tiere ihre Röhrenfüße nicht zur Fortbewegung benutzen, dienen sie in sehr jungen Stadien als Stelzen und sogar als Haftstruktur.

Lokomotion

Schlangensterne benutzen ihre Arme zur Fortbewegung. Sie sind nicht, wie die Seesterne, auf Röhrenfüße angewiesen, die bei Schlangensternen lediglich sensorische Tentakel ohne Saugwirkung sind. Schlangensterne bewegen sich relativ schnell, indem sie ihre Arme bewegen, die sehr flexibel sind und es den Tieren ermöglichen, entweder schlangenartige oder rudernde Bewegungen auszuführen. Ihre Bewegung hat einige Ähnlichkeiten mit Tieren mit bilateraler Symmetrie.

Wassergefäßsystem

Die Gefäße des Wassergefäßsystems enden in Schlauchfüßen. Das Wassergefäßsystem hat im Allgemeinen einen Madreporit. Andere, wie z.B. bestimmte Euryalina, haben einen pro Arm auf der Aboralfläche. Wieder andere Formen haben überhaupt keinen Madreporit. Saugnäpfe und Ampullen fehlen an den Röhrenfüßen.

Bereich

Die Ophiuroiden entwickelten sich im frühen Ordovizium, vor etwa 500 Millionen Jahren. Heute sind Ophiuroiden in allen wichtigen Meeresprovinzen zu finden, von den Polen bis zu den Tropen. Tatsächlich leben Seelilien, Holothurien und Ophiuroiden überall auf der Welt in Tiefen von 16 bis 35 Metern. Korbsterne sind in der Regel auf die tieferen Teile dieses Bereichs beschränkt. Ophiuroiden sind sogar aus abyssalen (>6000 Meter) Tiefen bekannt. Schlangensterne sind jedoch auch häufige, wenn auch kryptische Mitglieder von Riffgemeinschaften, wo sie sich unter Felsen und sogar in anderen lebenden Organismen verstecken. Einige Ophiuroiden-Arten können sogar Brackwasser tolerieren, eine Fähigkeit, die sonst bei Stachelhäutern fast unbekannt ist.

Ernährung

Schlangensterne sind im Allgemeinen Aasfresser oder Detritivoren, die selektiv sind, weil sie nicht in der Lage sind, wie Seesterne Massenschlamm zu verdauen. Kleine organische Partikel werden mit den Röhrenfüßen in den Mund befördert. Ophiuroiden können auch Plankton und kleine Krebstiere, Mollusken und Würmer fressen. Insbesondere Korbsterne können sich in der Schwebe ernähren, indem sie die Schleimschicht an ihren Armen nutzen, um Plankton und Bakterien zu fangen. (Sie bewegen sich wie Seesterne und haben Röhrenfüße.) Bestimmte Röhrenfüße, die aus dem Ektoderm stammen, können als Chemorezeptoren fungieren.

Allerdings verzehren Schlangensterne kleine Organismen, wenn sie verfügbar sind. In großen, überfüllten Gebieten fressen Schlangensterne Schwebstoffe, was durch die Strömungen am Meeresboden bestätigt wird. Bei den Korbsternen wird die Nahrung mit den Armen rhythmisch zum Mund befördert. Pectinura verzehrt in den neuseeländischen Fjorden Buchenpollen (da die Bäume dort über dem Wasser hängen). Eurylina klammert sich an einen Korallenast, um die Polypen des Riffs zu durchstöbern.

Fortpflanzung und Lebensdauer

Die Geschlechter der Schlangensterne sind bei den meisten Arten getrennt, obwohl einige wenige, wie Amphipholis squamata, zwittrig sind. Die Gonaden, die nur in der Scheibe zu finden sind, öffnen sich in den Beuteln in der Haut zwischen den Radien, den sogenannten Genitalschleimbeuteln. Die Geschlechtszellen werden dann über die Schleimbeutel ausgeschieden. Viele Arten brüten in den Schleimbeuteln und entwickeln dort Larven. Das Coelom der Ophiuroiden ist stark reduziert, insbesondere im Vergleich zu anderen Stachelhäutern. Bei einigen wenigen Arten trägt das Weibchen ein Zwergmännchen, an das es sich klammert.

Schlangensterne werden im Allgemeinen in zwei Jahren geschlechtsreif, sind in drei bis vier Jahren ausgewachsen und werden bis zu fünf Jahre alt. Euryalina, wie z.B. Gorgonocephalus, können sehr viel länger leben.

Regeneration

Ophiuroiden können verlorene Arme oder Armsegmente leicht regenerieren, sofern nicht alle Arme verloren gehen. Ophiuroiden nutzen diese Fähigkeit, um Fressfeinden zu entkommen, ähnlich wie Eidechsen absichtlich den distalen Teil ihres Schwanzes abwerfen (autotomisieren), um Verfolger zu verwirren.

Ökologie

Mikro-Schlickseesterne und Caulerpa racemosa

Schlickseesterne leben in Gebieten vom Niedrigwasserstand abwärts. Seichte Arten leben zwischen Schwämmen, Steinen oder Korallen oder unter dem Sand oder Schlamm, wobei nur die Arme herausragen. Tiefseearten leben meist im oder auf dem Meeresboden oder haften an Korallen oder Seeigeln.

Die wichtigsten Parasiten, die in den Verdauungstrakt oder die Genitalien eindringen, sind Protozoen. Krebstiere, Nematoden, Trematoden und polychaete Ringelwürmer sind ebenfalls Parasiten auf Schlangensternen. Algenparasiten wie Coccomyxa ophiurae verursachen Missbildungen der Wirbelsäule. Anders als Seesterne und Seeigel sind Ringelwürmer keine typischen Parasiten.

Schlangensterne sind keine Nahrung für den Menschen. Sie sind jedoch Teil der Nahrungskette von kommerziell wichtigen Arten.

• Fenner, B. n.d. Schlangen- und Korbsterne, Klasse Ophiuroidea WetWebMedia.com. Abgerufen am 9. Juni 2008.
• Palaeos. 2004. Class Ophiuroidea Palaeos. Retrieved June 9, 2008. (Ein Großteil des ursprünglichen Wikipedia-Artikels scheint aus dieser Quelle zu stammen, die den Text ebenfalls in den öffentlichen Bereich gestellt hat).
• Pawson, D. L., A. C. Campbell, et al. n.e. Echinodermata AccessScience. Abgerufen am 9. Juni 2008.
• Smith, A. B., H. B. Fell, D. B. Blake, and H. B. Fell. n.e. Ophiuroidea AccessScience. Abgerufen am 9. Juni 2008.