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Zoologie : Wie die Embryonen der Mantarochen atmen

  • -Aktualisiert am

Erwachsener Riffmanta mit geöffnetem Maul Bild: © NHPA/Photoshot

Riffmantas bringen ihre Nachkommen lebend zur Welt - haben aber weder Plazenta noch Nabelschnur. Forscher fanden jetzt heraus, wie die Embryonen sich mit Sauerstoff versorgen.

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          Riffmantas bringen ihre Nachkommenschaft lebend zur Welt, haben aber weder eine Plazenta noch eine Nabelschnur. Die Wissenschaftler rätseln daher seit langem, wie die Embryonen den Sauerstoff aus dem Fruchtwasser aufnehmen. Die zu den Mantarochen gehörenden Riffmantas müssen eigentlich ständig in Bewegung bleiben, damit sie nicht ersticken. Sie lassen das Wasser beim Schwimmen passiv durch das geöffnete Maul gleiten, so dass es an den Kiemen vorbeistreifen und durch die Kiemenklappen wieder nach außen treten kann. Dabei wird der lebensnotwendige Sauerstoff aufgenommen. Im Stillstand funktioniert diese Vorgehensweise nicht, weil dann nicht mehr genügend Wasser an den Kiemen vorbeiströmt. Den Tieren fehlt ein aktiver Pumpmechanismus. Eine japanische Arbeitsgruppe um Taketeru Tomita vom Hokkaido-Universitätsmuseum im japanischen Hakodate hat jetzt gezeigt, dass die Embryonen über einen solchen Pumpmechanismus verfügen (Biology Letters, doi: 10.1098/rsbl.2012.0288). Sie pressen das Fruchtwasser durch das Ausdehnen und Zusammenpressen des Mauls über die Kiemen. Dazu schließen sie zuerst die Kiemenklappen und saugen Fruchtwasser durch das Absenken des Unterkiefers ein, so als ob sie es schlucken wollen. Dann schließen sie das Maul wieder, öffnen die Kiemenklappen und drücken das Fruchtwasser über die Kiemen nach außen. Dabei nehmen sie den Sauerstoff auf. Dieser gelangt durch einen Gasaustausch über die Uteruswand in das Fruchtwasser.

          Die Entdeckung dieses Mechanismus ist einem glücklichen Zufall zu verdanken. Ein fast vier Meter langes Muttertier hatte sich vor den japanischen Okinawa-Inseln in einem Fischernetz verheddert. Die Fischer riefen Meeresbiologen vom örtlichen Aquarium zu Hilfe. Nachdem klar war, dass der Riffmanta trächtig war, brachten sie ihn in das Okinawa, Churaumi-Aquarium. Bis dahin war nur ein einziges Jungtier in Gefangenschaft geboren worden. Das Muttertier wurde im Aquarium mit einem Spezialultraschall untersucht. Dazu musste der Mantarochen in ein enges Becken gesetzt werden, in dem er seine großen, mit dem Körper verwachsenen Brustflossen nur noch auf dem Rücken ablegen konnte. Der Ultraschall zeigte dann einen einzelnen Embryo, der ebenfalls mit angelegten Brustflossen im Uterus lag und die gleiche Kopf-Schwanz-Orientierung hatte wie das Muttertier. Auf den Ultraschallbildern war das rhythmische Pumpen des Mauls deutlich zu sehen. Für den Pumpmechanismus spricht auch die Tatsache, dass die Riffmantas vor und unmittelbar nach der Geburt große, offene Spritzlöcher hinter den Augen haben, die dann verschlossen werden. Durch diese Spritzlöcher kann ebenfalls Wasser für die Atmung angesaugt werden. Eine ähnliche Atmung wie die Embryonen des Riffmantas haben auch einige Hai-Arten, die in Riff- oder Bodennähe leben und dort stundenlang regungslos verharren können.

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