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Schlangenstern-Larven mit verkürzter Entwicklung entdeckt
Viele Meerestiere verbringen ihre Jugend als winzige Larven im Plankton und müssen dort Nahrung aufnehmen. Bei Schlangensternen vor Oregon ist dieses Muster deutlich vielfältiger, wie eine Studie von 19 Arten zeigt. Elf Arten besitzen fressende Larven, acht durchlaufen verkürzte Entwicklungswege, darunter Formen, die sich im freien Wasser direkt zum Jungtier entwickeln.
Eugene (U.S.A.). Schlangensterne verbringen frühe Lebensstadien häufig frei im Wasser. Für diese Larvenphase gibt es jedoch sehr unterschiedliche Strategien. Manche Larven fressen im Plankton und wachsen über mehrere Entwicklungsstadien, andere können den klassischen fressenden Abschnitt stark verkürzen oder ganz umgehen.
Nicole N. Nakata und Richard B. Emlet vom Oregon Institute of Marine Biology (OIMB) der University of Oregon (UO) haben diese Vielfalt nun systematisch für die südliche Küste Oregons dokumentiert. Sie untersuchten Embryonen, Larven und Jungtiere von 19 Schlangensternarten und kombinierten Formmerkmale mit genetischer Bestimmung. Dadurch konnten sie viele bislang schwer zuzuordnende Planktonstadien bekannten Arten oder klar unterscheidbaren genetischen Linien zuordnen.
Bei elf der 19 Arten fanden die Forscher planktotrophe Ophiopluteus-Larven. Diese typische Larvenform nimmt im Wasser Nahrung auf und nutzt sie für Wachstum und den Umbau zum Jungtier. Die übrigen acht Arten zeigten dagegen verkürzte Entwicklungswege, bei denen die fressende Planktonphase deutlich reduziert ist oder ganz entfällt.
Vier dieser Arten besaßen reduzierte Pluteus-Larven. Eine weitere Art entwickelte sich als Vitellaria, eine nicht fressende Larvenform. Drei Arten gehörten zu pelagischen Direktentwicklern, bei denen die frei schwimmenden Stadien ohne den klassischen fressenden Ophiopluteus zum Jungtier übergehen. Damit vereint die untersuchte Küstenregion mehrere Entwicklungsstrategien auf engem Raum.
Die Zuordnung ist schwierig, weil Larven und erwachsene Schlangensterne sehr unterschiedlich aussehen können. Nakata und Emlet analysierten deshalb zwei Abschnitte der mitochondrialen DNA, COI und 16S. Sie verglichen die Sequenzen mit öffentlichen Datenbanken und mit eigenen Sequenzen erwachsener Tiere. Diese genetischen Treffer kombinierten sie anschließend mit Formmerkmalen unter dem Mikroskop.
Aus den Ergebnissen entstand eine Bestimmungshilfe für Pluteus-Larven, nicht fressende Larven und planktonische Jungtiere des nordöstlichen Pazifiks. Dazu dokumentiert die Studie Merkmale und Fotos der einzelnen Formen. Solche Zuordnungen erleichtern es, aus Planktonproben abzulesen, welche Schlangensternarten sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Küstenregion fortpflanzen.
Die langfristigen Planktonfänge zeigen außerdem einen klaren saisonalen Schwerpunkt. In der untersuchten Region laichen Schlangensterne überwiegend zwischen Januar und März. Ein großer Teil ihrer frühen Entwicklung fällt damit in die Wintermonate. Für künftige Bestandsaufnahmen liefert die Studie einen konkreten Zeitraum, in dem sich die Vielfalt der Larven besonders gut erfassen lässt.
Die Kombination aus DNA-Barcoding und detaillierter Larvenbeschreibung liefert damit nicht nur eine Momentaufnahme des Planktons. Sie schafft auch eine Referenz, anhand derer spätere Proben leichter verglichen werden können. Wenn Arten zu anderen Zeiten oder an anderen Orten auftauchen, lässt sich dadurch eher unterscheiden, ob sich das Verbreitungsbild verändert oder bislang unerkannte Larvenformen erfasst wurden.
Die Studie zeigt insgesamt, wie wenig allein die erwachsenen Tiere über die Vielfalt ihrer frühen Lebensgeschichte verraten. Vor Oregon finden sich nebeneinander klassische fressende Larven, verkürzte nicht fressende Formen und pelagische Direktentwickler. Für die Meeresbiologie ist diese Vielfalt wichtig, weil Entwicklungsweg und Laichzeit mitbestimmen, wann und wo eine Art im Plankton überhaupt nachweisbar ist.