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Hydra vulgaris - Süßwasserpolyp




Hydra vulgaris. Süßwasserpolyp.



Der Süsswasserpolyp Hydra vulgaris zählt wegen seines einfachen Aufbaus und seiner elementaren Schönheit in meinen Augen zu den zu den besonders reizvollen Wasserbewohnern. Diese Einfachheit erlaubt es ihm auch, einige hoch erstaunliche Eigenschaften beizubehalten, die komplexeren Tieren nicht mehr möglich sind, wie ein vollkommenes Regenerationsvermögen, die eine einzelnes Hydra-Tier relativ unsterblich macht.

Entwicklungsgeschichtlich gesehen sind Hydra uralt:

Nachdem sich vor über einer Milliarde Jahre bereits die ersten kleinen Vielzeller auf der Erde entwickelt hatten - kleine , wurmartige Gebilde - wurde das frühe, noch primitive Leben einer harten Probe unterzogen: Der Planet vereiste, vermutlich verursacht durch die Kontinentaldrift. Nachdem die Platten weitergezogen waren und Meeresströmungen wieder große, warme Meeresareale schufen entwickelten sich innerhalb kurzer Zeit eine Überfülle an verschiedensten Arten, Gattungen, ja ganze Tierklassen. Zahlreiche Baupläne entstanden und wurden zum Teil wieder verworfen. Von denjenigen, die sich bewährten, blieben viele grundlegend als Urmuster bis in die heutige Zeit. In diese "Kambrische Explosion" wurden die Meere sichtbar vielfältig, die häufigsten Tiere in dieser Fauna und Flora waren neben blattartige Gebilde Hohltiere, meist Quallen. Wir sehen also in der Hydra einen Vertreter aus einer uralten Welt, die man - lange vor den Dinosauriern, den Haien, lange bevor das Festland überhaupt besiedelt wurde- als den ersten große Wurf der Evolution sehen kann.




Einordnung








Innerhalb der Gattung Hydra sind mindestens fünf Arten der Gattung Hydra in Europa heimisch.

  • H. vulgaris, Gemeiner Süßwasserpolyp (vormals: H. attenuata)
  • Hydra circumcincta, Grauer Süßwasserpolyp
  • Hydra oxycnida, Plumper Süßwasserpolyp
  • Hydra oligactis, Brauner Süßwasserpolyp
  • Hydra viridissima, Grüne Hydra (vormals: Chlorohydra viridissima)

Die Gattung Hydra ist die einzige Gattung innerhalb der Familie Hydridae - die Verwandtschaft ist damit recht überschaubar (d.h. eine einzeln stehende Gruppe von wenigen, eng verwandten Arten). Die einzelnen Arten lassen sich nur schwer oder gar nicht mit blosem Auge voneinander unterscheiden. Um jeden Zweifel auszuräumen ist eine mikroskopische Untersuchung durch einen Fachmann nötig, der die Arten anhand der Nesselzellen bestimmt.

Nach Campbell (1987) handelt es sich bei H. vulgaris um einen Artkomplex, der eine noch unbekannte Zahl an Kryptospezies besteht.

Weltweit werden gut 30 Arten der Gattung Hydra angeführt.


In den letzten Jahren wurde wiederholt in Mitteleuropa die Süßwasserqualle (Craspedacusta sowerbii) gesichtet. Sie stellt somit die einzige (Süsswasser)qualle in Mitteleuropas Seen dar. Vermutlich ursprünlich in China beheimatet besiedelt sie als Neozoon seit etlichen Jahrzehnten praktisch alle Kontinente. Der Einfluss in Europa dürfte gering ausfallen; für den Menschen ist die 2,5 cm durchmessende Qualle harmlos. (Füf Interessierte : Ein Portrait davon auf den Neobiota-Seiten.


Grüne Süßwasserhydra, Hydra viridissima
Grüne Süßwasserhydra
Besondere Beachtung verdient die Grüne Hydra (Hydra viridissima), die ihre intensive Färbung in den Zellen des Entoderm eingelagerten Grünalgen der Gattung Chlorella verdankt. Diese beiden Organismen leben in einer lehrbuchtauglich engen klassischen Symbiose.

Die Hydra profitiert dabei von dem Zucker und dem Sauerstoff, den die Algen durch Photosynthese gewinnen und überstht so längere Hungerperioden. Die Chlorellen widerum nutzen die Stickstoffhaltigen Verdauungsprodukte der Hydra und das Kohlendioxid aus ihrem Stoffwechsel, ebenso die die Bereitstellung von Mineralien.

Man kann annehmen dass diese Symbiose seit langem besteht, immerhin hat sie dazu gefüht dass die Hydra viridissima bei zu geringem Lichteinfall einen helleren Standort sucht - sie sorgt sich quasi aktiv um ihre Chlorellen. Hydra läß sich auch nicht dazu bewegen, andere Gattungen von Grünalgen zu akzeptieren - diese werden einfach verdaut. (Auch keine andere Art Hydra akzeptiert Chlorella oder eine andere Grünalge.) Hydren, deren Chlorellen durch dauernde Dunkelheit zugrunde gegangen sind, hinterlassen eine lebensfähige, aber "ausgebleichte" Hydra, die sich bei erstbester Gelegenheit aus dem Umgebungswasser neue Chlorellen holt und wieder ergrünt. Auch bei der sexuellen Fortpflanzung ist dafür gesorgt dass sich einige Chlorellen im befruchtetem Ei befinden und dem neuen Polypen als Anfangsbestand zur Verfügung stehen.




Vorkommen



Süßwasserpolypen besiedeln stehende und langsam fließende Süssgewässer, wo sie meist an der Unterseite von Pflanzenblättern, an Stengeln oder an toten Zweigen und Halmen sitzen, von wo aus sie mit ihren Tentakeln vorbeischwimmende Kleintiere, meist Wasserflöhe, erbeuten. In Standort und Wasserqualität wenig wählerisch besiedeln sie kalte und warme Umgebungen bis in eine Tiefe von über 100 m. Sie fehlen in keinem See oder Tümpel in dem Pflanzen vorkommen und sind mitunter zahlreich. Massenvermehrungen kommen vor.




Körperbau und Ernährung



Hydra: Mundstück.
Mundstück (Hypostom)
Der Körper einer Hydra besteht aus einem Schlauch, der an der Unterseite in eine Fusscheibe ausläuft; an seiner Oberseite befindet sich die Mundöffnung, die von fünf bis acht Tentakeln umkränzt sind. Diese sind wie die gesamte Körperoberfläche mit Nesselzellen gespickt. Der Schlauch selbst gliedert sich in einen hohlen Teil, der den Verdauungstrakt darstellt (Gastralraum). Nach unten hin schliesst sich der Stiel an, der in die Fusscheibe ausläuft. Der Stil ist nur unwesentlich schlanker als der stark dehnbare Gastralraum, mitunter ist kein Übergang zwischen den beiden zu sehen.

Ein kleines Tier das zufällig diese Nesselzellen berührt wird von ihnen gelähmt oder getötet und bleibt an dem Tentakel kleben. Kontraktionen der Fangarme befördern die Beute zum Mund (Peristom) wo sie in das Körperinnere verfrachtet und verdaut wird.

Diese Konstruktion als "Sackdarm" bedingt dass die unverdaulichen Reste einer Beute auf gleichem Wege den Verdauungstrakt verlassen wie sie hineingelangt sind: Die Hydra würgt sie wieder hinaus in die Umgebung.

Hydra: Tentakel.
Tentakel
Der Körper der Hydra ist sehr elastisch und kontraktibel. Bei Störungen zieht sich die Hydra zusammen und erscheint fast kugelförmig (oder wie ein aufgeblasener Gummihandschuh.)

Die Körperwandung einer Hydra besteht aus zwei Gewebeschichten, der äußeren Schicht (Ektoderm,) und der inneren Schicht (Entoderm oder Gastroderm), zwischen die als Abscheidungsprodukt des Zellstoffwechsels eine dünne gallertartige Zwischenschicht eingezogen ist (Mesogloea), die kaum Zellen enthält.

Der Organismus Hydra befindet sich am evolutiven Anfang der Vielzeller und zwigt daher den einfachsten Typvon Gewebeorganisation. Hydra bildet keine Organe im eigentlichen Sinne aus wie höher entwickelte Organismen das tun. Dagegen verblüffen sie mit einer erstaunlichen Vielfalt und Komplexität an Zelltypen.

Ektoderm

Die äußere Schicht (Ektoderm) besteht im wesentlichen aus Epithelmuskelzellen. Dieser zweifache Bezeichnung resultiert aus ihrer Doppelfunktion: Zum einen grenzen sie den Körper der Hydra nach außen ab, schirmen gegen Keime wie Bakterien oder Pilze ab und sind auch zu einer Immunantwort befähigt, indem sie Abwehr - Peptide herstellen. Sie bilden auch die Pellicula, die d&uulm;nne Schleimschicht, die als oberste Schicht des Ektoderm den äußeren Rand der Hydra darstellt.

Andererseits sind die Epithelmuskelzellen an ihrer Bodenseite (also dem Mesogloea zugewandt) mit Eiweißfasern durchzogen, die eine Kontraktion erlauben. Diese Fasern laufen längs zum Hydrakörper. Werden sie von Nervensystem ausgelöst, ziehen sie sich zusammen und die Hydra schnurrt auf Kugelformat zusammen. (Epithelmuskelzellen finden sich auch in der Innenschicht (Entoderm), wennauch in etwas abgewandeltem Aufbau und Funktion.)

Weiterhin befinden sich eine Reihe von Sinneszellen im Ektoderm, die sowohl mechanische (Berührung- ) Reize, als auch chemische Reize und Licht wahrnehmen können.

Ebenso die typischen Nesselzellen finden sich im Ektoderm, an jeder Stelle der Körpers, besonders dicht an den Tentakeln.

Endoderm

Die Innenschicht (Entoderm) begrenzt den Hydrakörper zum Verdauungsraum hin und umschliesst diesen. Damit fällt ihr auch die Aufgabe der Verdauung zu. Die Epithelmuskelzellen, die sie hier befinden verfügen ebenfalls über kontraktile Fasern, allerdings verlaufen sie kreisförmig um den zylindrischen Hydrakörper, also rechtwinklig zu den Fasern der äußeren Schicht. Auch hier befinden sich die Fasern an denjenigen Ende der Zelle, das der Zwischenschicht zugewandt ist. Werden sie kontrakiert (bei geschlossenem Mund) streckt sich die Hydra. Um die Nahrungsaufnahme zu bewerkstelligen verfügen sie über zwei Geisseln (Wimpern)., mit deren Hilfe sie Nahrungspartikel oder Tröpfchen herbeistrudeln um sie in sich aufzunehmen. Damit bezeichnet man sie auch als Nährmuskelzellen.

Ebenfalls zur Verdauung dienen zwei Typen von Drüsenzellen: Erstere geben protein- fett- und chitinspaltende Verdauungsenzyme in den Magen ab, während die anderen eine Schleimschicht bilden, die den Polypen vor Verletzungen und Selbstverdauung schützt.

Die vorverdauten Nahrungströpfchen und Partikel werden von den Nährzellen resorbiert und innerhalb der Zelle fertig verdaut. Die gewonnenen Baustoffe werden in den interzellularen Raum abgegeben und zirkulieren, mangels eines Blutkreislaufes, frei in der Hydra.

Mesogloea

Der Zwischenraum zwischen beiden Schichten (Mesogloea) besteht aus Mucopolysaccharide und Eiweißfasern (meist Kollagen). Da Mucopolysaccharide große Mengen an Wasser binden können ist das Mesogloea von einer gelee- oder gallertartigen Konsistenz. Da man dieser Schicht oft eine stützende Funktion zuschreibt, hält sich bis heute der Name Stützlamelle - immerhin liegen beiden Schichten von Muskelfibrillen beidseitig dicht neben ihr. Die Stützlamelle ist als dauernd veränderliche lebende Zellabsonderung inerseitz stabilisierend aber auch flexibel, osmotisch durchlässig, und durchlässig für Zellwanderungen und Nervenbahnen. (Im Falle der Hydra ist die Schicht sehr dünn - bei manchen marinen Quallen macht sie der mit Abstand grö&stlig;ten Teil des Körpervolumens aus.)

Kittleisten

Das Zellgerüst der Hydra wird von einem System von Kittleisten zusammengehalten, die Epithelzellen nahe an ihrem äußerem Rand miteinander verbindet. Dieses System verliert unter Einwirkung von schwacher Essigsäure seine Wirkung (Bela-Hallersche Fl&uul;ssigkeit: 1 Teil Eisessig, 1 Teil Glycerin, 13 Teile Wasser). Bei einer geringen Ersch&uul;tterung zerfällt dann die Hydra in ihre einzelnen Zellen und wird zu einer unförmigen, gestaltlosen Masse.

Nerven

Unterhalb und zwischen den Epithelzellen durchziehen einfache Nervenzellen den Hydrakörper. Sie stehen sowohl mit den Sinneszellen aus dem Ektoderm in Verbindung und leiten Erregungen weiter an die Muskelfibrillen.

Sie liegen auf der Stützlamelle (Mesogloea) auf, ebenso verlaufen die Nervenbahnen (Axone) auf ihr. Manche Leitungen druchbrechen bisweilen die Mesogloea und erreichen auch die Basis der Nährmuskelzellen der Entodermis.

Das Nervensystem bildet keine Knoten, also keine zentralen Schaltstellen wie Ganglien oder gar ein Gehirn. Vielmehr bilden die Nervenzellen eine diffuse netzartige Verschaltung (Nervennetz), wobei es wohl die Nervendichte am Fuß und am Mund erhöht ist (Nervenring).

Interstitielle Zellen

Eine Gruppe kleiner Zellen verdient bei Hydra besondere Beachtung: Die Interstitiellen Zellen, kurz: I-Zellen. Diese Zellen sind multipotente Stammzellen und sorgen für die erstaunliche Regenerationsfähigkeit der Hydra.

Sie befinden sich im vornehmlich Runpf der Hydrae entlang des Gastralbereichs im Zwischenraum zwischen den weit größeren Ento/ Ektodermalzellen (daher der Name), wo sie sich durch Zellteilung vermehren. Als multipotente Stammzellen sind sie in der Lage, sich zu verschiedenen Zellen weiter zu entwickeln, allerdings ist diese Fähihkeit auf bestimmte Gewebe oder Regionen beschränkt. (Totipotente Stammzellen: Fähigkeit zur Bildung eines lebensfähigen Individuums.) Interstitialzellen können sich zu allen Typen von Nerven- und Sinneszellen, allen Drüsenzellen und vier Typen von Nesselzellen entwickeln. Ebenso gehen die Keimzellen (Sperma- und Eizellen) aus ihnen hervor.

Allerdings sich sie nicht in der Lage, Ektodermale oder entodermale Zellen zu bilden. Die Hydra ist daher systematisch gesehen aus drei Zell-Linien aufgebaut: Den Ektodermalen Zellen (Hautmuskelzellen), den entodermalen Zellen (Nährmuskelzellen) und den Interstitialzellen.

Über eine chemische Rückkopplung halten sie ihren Bestand konstant und entwickeln sich nach Bedarf zu den einzelnen Funktionszellen weiter (Sproull und David, 1979, Bosch 1991). Der Prozess, bei dem sich eine I-Zelle in eine Funktionszelle umwandelt (Differenzierung) beginnt miteiner Zellteilung der I-Zelle, wobei die Tochterzellen durch zytoplasmatische Brücken miteinander verbunden bleiben und Häufchen (Cluster) bilden. Die Größe des zu bildenden Zellhäufchens (2, 4, 8 .. bis 32 oder 64 Zellen) ist bereits charakteristisch f&uul;r das Endprodukt. Ist die vorgegebene Anzahl an Tochterzellen erreicht, differenzieren die Zellen synchron zu einem Zelltyp. (Z.B. Nesselzellen von Typ desdemonem entstehen meist aus einem Cluster von 16 Tochterzellen.) Der Cluster zerfällt und die fertig differenzierten Zellen beginnen einzeln ihre Wanderung durch den Hydrakörper zu ihrem Bestimmungsort.

Diese gezielten Wanderungen setzen voraus, dass I-Zellen in der Hydra ihre Position im Körper selbst bestimmen können und ihren Wanderungsweg danach ausrichten. Etwa 10 % der Interstitiellen Zellen bringen Nervenzellen hervor; 30% erzeugen Nesselzellen. Die übrigen 60% werden wiederum I-Zellen. Es besteht also ein beständiger Strom an Zellmaterial von Rumpf zu den Tentakeln und (in geringeremMaße) in den Fuß.

Nesselzellen

Hydra: Abgefeuerte Nesselzelle.
Abgefeuerte Nesselzelle.
Die Nesselzellen scheinen eine hochwirksame und bereits uralte Einrichtung der Natur zu sein. Sie dienen der Verteidigung wie dem Beutefang und sichern seit hunterten von Millionen Jahren das Überleben der Nesseltiere. Der Stammesgeschichtliche Ursprung der Nesselzellen ist ungeklärt; womöglich bildete eine Symbiose eines Gewebes mit einem Einzeller (Geißel!) den Ursprung. Bau, Funktion und innere Systematik von Nesselzellen ist ein weitläufiges Gebiet; die etwa 30 derzeit im Tierreich bekannten Haupttypen dienen auch der Klärung der Verwandtschaft der Nesseltiere untereinander. Die meisten Nesselgifte sind Nervengifte, die den Natrium-Ionentransport an Nervenzellen unterbinden und so die Reizweiterleitung verhindern. Lähmungen sind die Folge, die in hohen Dosen Herzstillstand etc. und damit den Tod herbeiführen.

Charakterisiert man die Typen von Nesselzellen nach ihrer Funktion, so lassen sich bei Hydra vulgaris drei Typen von Nesselzellen unterscheiden:
  • Penetranten (Stenotelen): Durchschlagskapseln. Sie enthalten den aus drei Dornen aufgebauten Stilettapparat. In der Kapsel befinden sich ausserdem hochwirksame Nesselgifte, mit denen die Beute ausser Gefecht gesetzt wird. Die "Primärwaffe".
  • Volventen: Wickelkapseln. Sie schleudern Fäden aus die sich um Unebenheiten, Borstenoder Haare des Beutetieres wickeln und es so festhalten.
  • Glutinanten: Klebekapseln. Zusammen mit dem Faden wird eine klebrige Substanz ausgeschleudert, die den Polypen bei der kriechenden Fortbewegung am Grund festhält.




Nesselzellen können nur einmal abgefeuert werden, danach werden sie abgestoßen oder zur Verdauung in den Gastralraum abgegeben und durch neue ersetzt. Mitunter wandern auch Nesselzellen von der Körpermitte in die Tentakel, wenn dort ein Beuteschlag zahlreiche Nesselzellen gekostet hat und ganze Hautpartien blosliegen.

An den Tentakeln befinden sich Nesselzellen die bis zu 30 Nesselkapseln verschiedener Typen beinhalten. Diese besonders großen Zellen werden treffend als Nesselbatterie bezeichnet.

Um nicht bei jedem Fehlalarm einige Nesselzellen zu verlieren und andererseits bei einem Ernstfall auch möglichst viele Zellen auszulösen sind die Reize, die die Nesselkapseln triggern miteinander verschaltet. Das heist: Ein einzelner Reiz schafft es nicht alleine, zahlreiche Nesselzellen auszulösen.




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Lebensweise



Bewegung und Wanderung
Hydra: Luftblase am Fuss.
Luftblase am Fuss
Zum Standortwechsel stehen der Hydra zwei Techniken der Fortbewegung zurVerfügung: Entweder kopfüber, wobei das Mundstück zu Boden gebogen und dort Halt findet, während der Fuss sich löst und einen neuen Standort sucht - die Hydra vollführt also quasi einen Purzelbaum. Im Becken ist das gut sichtbar wenn die Hydra mit einem derangierten Tentakelkranz an der Scheibe klebt. Auch spannerartige Bewegungen sind möglich, wobei das Mundstück Halt sucht und der Fuss nachgezogen wird. Dann, wenn überraschend der Wasserstand sehr niedrig wird und die Hydra sich zurück ins tiefere Wasser retten muss, ist das eine erfolgversprechende Strategie. Positionswechsel erfolgen in freier Natur meist um im Sommer in eine geeigneten Temperaturbereich in Abhängigkeit von der Tageszeit zu gelangen.

Viele Individuen besitzen im der Fußscheibe eine kleine Luftblase, die mit blosem Auge nicht sichtbar ist. Das sie unter manchen Stressituationen (wie z.B. plötzliches starkes Sonnenlicht) sich vom Standpunkt oder der Wasseroberfläche lösen und zu Boden sinken, vermute ich dass Hydren mit Hilfe dieses Bläschens ihre Dichte regulieren. Der Nachweis steht aus aber ich vermute dass in Panikreaktion diese Blase nach aussen abgegeben wird um ein relativ schnelles Absinken zu erreichen.
Überwinterung
Hydra überwintert vermutlich zwischen Pflanzen in tieferen Wasserschichten um den Frost zu entgehen. Reduzierter Stoffwechsel bedingt wie bei Fischen einen geringen Sauerstoff- und Nahrungsbedarf. Auch Dauereier &uul;berstehen den Winter.

Begleiter und Feinde
Kerona pediculus (Nierenförmige Polypenlaus).
Befall mit
Kerona pediculus
Trotz der Nesselzellen sind einige Organismen bekannt, die sich längere Zeit oder dauerhaft auf der Oberfläche der Hydra aufhalten, ohne die Nesselzellen auszulösen. Vermutlich handelt es sich bei keinem dieser Begleiter um zwangsläufig tödliche Schädlinge, sondern vermutlich um einen Kommensal, dh.einen Nutznießer, der dem Wirt im Gegensatz zum Parasiten nicht schädigt, sondern nur von dessen Nahrungsüberschüssen oder Abfällen lebt. (Kommensalismus, von lateinisch commensalis - Tischgenosse. Ähnlich den Aasfressern der Steppe, die gern in der Nähe von Raubtieren bleiben.)
  • Trichodina pediculus (Polypenlaus; ein kleines dosenförmiges Wimpertierchen, das mittels eines komplexen Haarkranzes sich an der Hydra festhält.)
  • Kerona pediculus (Nierenförmige Polypenlaus; ebenfalls ein Wimpertierchen, weniger stark gebunden als T. pediculus). Dieser Organismus bewegt sich quasi freilaufend auf der Hydraoberfläche, gelegentlich aus in ihrer unmittelbarer Umgebung im freien Wasser. Befallene Hydren wachsen bei gleicher Ernährung langsamer und Verhungern schneller bei Nahrungsentzug.
  • Hydramoeba hydroxena. (Eine Amöbe, parasitisch. Befällt Hydren und Medusen weltweit im Süßwasser. Tötet Hydren binnen 2 Wochen.)


Kerona pediculus (Nierenförmige Polypenlaus).
Kerona pediculus
Nierenförmige Polypenlaus
Die in natürlicher Umgebung auftretenden Feinde sind sehr überschaubar und wenig zahlreich.
  • Microstomum lineare (Ein Turbellarium)
  • Schnecken der Gattung Limnaea (ca. 12 Arten, darunter die bekannte Spitzschlammschnecke, die größte in Mitteleuropa heimische Süsswasserschnecke)
Von den in Mitteleuropa heimischen Fischen zeigt keiner Appetit an Hydra.




Fortpflanzung



Hydra ist sowohl zur asexuellen als auch zur sexuellen Fortpflanzung in der Lage, wobei die asexuelle die weit häufigere ist. Der zyklische Wechsel zwischen asexuellerund sexuller Fortpflanzung scheint eine so erfolgreiche Strategie zu sein dass kaum eine Spezies, die prinzipiell diese Möglichkeit hat, auf sie verzichtet. Stets dient die asexuelle Vermehrung der zügigen Weiterverbreitung und der schnellen Eroberung eines Lebensraums unter günstigen Bedingungen, die sexuelle Fortpflanzung dient der genetischen Durchmischung, die auf Schwankungen inden Lebensumständen vorbereitet.



Knospung
Die asexuelle (vegetative) Fortpflanzung geschieht mittels Knospung, einem Vorgang, der an die Pflanzenwelt erinnert, wo Seitentriebe eigene Wurzeln bilden können und sich dann von der Mutterpflanze abtrennen. Am unteren Ende des Gastralraumes sammeln sich dabei Interstitialzellen in größerer Menge im Ekroderm zwischen den Epithelzellen und dem Mesogloea und in geringerer Anzahl darunter im Endoderm. Die erste Vorwölbung entsteht. DieInterstitialzellen teilen sich und wandeln sich zum Teil in Körperzellen um, die neues Gewebe bilden. Bald ist die Auswölbung so weit vorangeschritten dass der Innenraum der Hydra sich bis in die Knospung erstreckt. Die Tentakel erscheinen, die Mundöffnung formiert sich. Schließlich entsteht die Fußscheibe. Wie eine Kamerablende verengt sie das untere Ende des Innenraumes bis die beiden Polypen getrennte Verdauunstrakte besitzen. Bezog das Knospungsgewebe noch die erforderlichen Nährstoffe anfänglich nur von dem Elterntier, ist es nun bereits fähih, eigene Beute zu machen. Als letztes erfolgt die Ablösung - der junge Polyp, ein Klon seines Elterntieres, ist nun selbständig.

Von der ersten Wölbung bis zum Abschn&uul;ren des Klons benötigt die Hydra unter guten Bedingungen weniger als zwei Tage, oft bilden sich auch mehrere Knospungen gleichzeitig.

Sexuelle Vermehrung


Hydra vulgaris: Männliche Keimdrüsen.
Zahlreiche männliche Keimdrüsen
Bei der sexuellen Vermehrung bilden sich beim Männchen bevorzugt nahe der oberen Drittel-Linie, aber auch entlang der gesamten Längsseite rosendornartige Ausbuchtungen. Sie entstehen durch die massenhafte Einwanderung von Interstitialzellen, die zu einem Kissen unter den Ektoderm sich anhäufen und Ektodern und die darüberliegende Pellicula stark dehnen. Die Zellen des Ektoderm werden dabei in die Breite gezogen. Einige Zellen an der Spitze der Erhebung bilden eine länliche Form aus, deren Spitze zipfelartig ins Freie ragt. Die Struktur in der Nähe des Zipfels wirkt blasig und locker.

Hydra vulgaris: Männliche Keimdrüsen.
Männliche Keimdrüsen
Muskelfasern sind in diesem Gewebe nun vollständig zurüchgebildet.

Tief im innern dieses Kissens, das nur im Ektoderm sich befindet und das nun auch die Mesogloea etwas nach innen drückt, bilden sich aus Interstitialzellen die Urkeimzellen (Spermatogonien). Kennzeichnend ist ein enormer Größenzuwachs etwa auf das zehnfache der ursprüglichen Größe.

Nach zwei Zellteilungen und einer Wanderung hin zur Oberfläche sind aus ihnen Spermien entstanden. In dem Maße wie es gebildet wird verläßt das Sperma durch Diffusion die männliche Geschlechtsdrüse und sickert einige Tage lang aus ihr heraus in die Umgebung.



Hydra vulgaris: Weibliche Keimdrüsen.
Weibliche Geschlechtsorgane
Bei Weibchen verl&auuml;uft die Sache etwas komplizierter. Wieder steht am Beginn der Entwicklung eine Ansammlung von Interstitialzellen, allerdings an deer unteren Drittellinie des Körperschlauches. Wieder geschieht diese Ansammlung nur in der Ektodermis und bilden eine leichts Verdickung, die der männlichen Keimdrüse anfachs gar nicht unähnlich ist.

In diesem Eifeld wird nun genau eine einzelne Interstitialzelle als Eizelle festgelegt. Alle anderen I-Zellen werden zu Nähr der Eizelle ("nurse - cells"), sie degenerieren und werden der Eizelle als Energie-Depots einverleibt. Sie bilden damit den Dotter des bis dahin noch unbefruchteten Eis. Die Eizelle nimmt in der Folge stark an Größe zu und wird zu einer quasi formlosen Masse, die von Nurse-Zellen umgeben ist.

Nun erfolgt die Reifeteilung, die dem Chromosomensatz des Zellkerns halbiert.

Hat das Ei eine gewisse Größe erreicht, durchbricht es das Ektoderm und erhält Kontakt mit dem Umgebungswasser. An seiner Aussenseite, gegenüber vom Stiel, befindet sichein kleine Vertiefung, unter der der weibliche Eikern liegt. Die ist die Andockstelle für die Spermien.

Sobald Kontakt mit demUmgebungswasser aufgenommen wurde, bleiben zwei Stunden Zeit, um Spermien anderer Polypen auf chemischem Wege anzulocken.(Martin et al. 1997). Falls innerhalb dieses Zeitraumes die Befruchtung nicht erfolgt, geht das Ei zugrunde.

Ist die Befruchtung erfolgt, wird das Ei zu einem kugeligen Gebilde weiterentwickelt, während es an schüsselförmigen Gebilden weiter am Mutterleib befestigt bleibt.

Hydra vulgaris: Weibliche Keimdrüsen.
Weibliche Geschlechtsorgane,
am Stiel aufsitzend
Die befruchtete Eizelle beginnt nun sich zu teilen, währen die restlichen Nurse-Zellen zusammen mit den Ektodermalen Zellen, die das Ei von der Mutter mitbekommen hat, eine mit vielen Ausstülpungen und Fortsätzen versehene Aussenhülle abzusondern. Sie stellt die spätere Schutzhülle gegen mechanische Einflüsse dar, dient aber auch der Weiterverbreitung des Eis indem sie sich leicht in Haare, Borsten oder den feinen Strukturen von Federn verfängt.

Die Eizelle selber teilt sich nun rasch in steter Folge, wobei die Zahl der Zellen rasant steigt, nicht aber die Gesamtmasse des jungen Embryos (Furchung). Mitunter vergeht von einer Zeilung zur nächsten nur gut eine Stunde. Nach fünf bis acht Stunden besteht der Embryo aus 62 bis 128 Zellen, die als ein- bis zweischichtige Lage um einen Hohlraum angeordnet sind. Bedenkt man die Anzahl an Nurse-Zellen, die der Anfangs-Eizelle einverleibt wurde, so zehrt jede dieser Zellen noch von dem Vorrat von 40 Nurse-Zellen.

Was nun passiert ist als eine der wichtigsten Erfindung der Evolution bezeichnet worden: Die Gastrulation. Dabei stülpt sich eine Seite der Kugel in den Hohlraum ein und lagert sich an die gegenüberliegende Seite von innen an. (Gerade so als ob man einen Ball, dessen Ventil kaputt ist mit der Faust einseitig eindellen, so dass eine Art Schüssel entsteht. ) Die Öffnung, die entsteht (die Stelle an der die Faust gedrückt hat) wächst wieder etwas zu und bildet den zukünftigen Mund der Hydra, die beiden Schichten bilden Ektoderm und Entoderm, aus der Grenzschicht dazwischen geht das Mesogloea hervor.

Der Bauplan der Hydra läßt sich so wie der Bauplan aller Hohltiere direkt auf die Erfindung der Gastrulation zurüchführen.

In dieser Phase der Entwicklung pausiert die Emtwicklung des Embryo. Er fällt entweder schlicht von Muttertier ab oder das Muttertier kontrahiert seinen Fuss, so dass die Eier Kontakt zum Boden erhalten, wo sie kleben bleiben. Danach entfernt sich das Muttertier kopfüber aus ihrem Eierkreis. Da die Eier resistent gegenüber Durchfrieren und Trockenheit sind, dienen sie der Überwinterung und der Weiterverbreitung durch Vögel oder Säugetiere, wobei die Ruhephase von weniger als einem Monat bis zu einem Jahr andauern kann.

Es ist nicht ganz klar in wieweit das Geschlecht einer Hydra festgelegt ist, aber Experimente lassen den Schluss zu, dass Hydra vulgaris vermutlich im Grunde ein Zwitter ist, der abhängig von verschiedenen Aussenreizen mal als Männchen, mal als Weibchen fungiert. Ebensowenig klar ist was den sexuellen Zyklus einleitet, damit überhaupt zur Bildung von Geschlechtsdrüsen kommt. Das Simulieren eines "Herbstes" reicht nicht zuverlässig aus.

Polyp und Meduse
Generell verfolgen alle Cnidaria die gleiche Strategie der Fortpflanzung: Von einem bodenbewohnenden, sesshaften Polypen werden mobile Formen abgeschnürt, die sich räumlich weiterverbreiten und die schliesslich Eizellen und Spermazellen hervorbringen und ins freie Wasser abgeben. Aus diesen entstehen nach ihrer Befruchtung kleine Planulalarven, die zu Boden sinken und wieder zu einen (Gründer-) Polypen heranwachsen. Polypen vermehren sich asexuell und bilden Kolonien, ost sind auch die freischwimmenden Medusen zur asexuellen Vermehrung fähig.

Hydra vulgaris.
Filigrane Schönheit
Der Vorteil, die sexuelle Phase mobil zu gestalten liegt auf der Hand: Neue Gebiete können schnell erschlossen werden, Inzucht wird vermieden. (Gerade die großen Meeresströungen wie der Golfstrom erlauben es den Medusen auch bei geringen Eigengeschwindigkeiten große Strecken zu bewältigen wenn sie nur lange genug leben. Tatsächlich ist bei sehr vielen Bodenbewohnern des Meeres eine mobile Phase eingeschaltet, meist allerdings als planktisch lebende Larve.)

Bei der Süßwasserhydra ist nun die Medusenphase verloren gegangen. Mag diese Phase in einem Ozean unverzichtbarer Bestandteil einer Strategie sein, die den Genfluß über Hunderte oder Tausende von Kilometern aufrecht zu erhalten - allein in mitteleuropäischen Seen ist das überflüssig da sie diese Größe nicht annähernd erreichen. Die natürliche, zufällige Wanderung der Polypen innerhalb eines Sees scheint dafür auszureichen.

Um hier den Genfluß über möglichst große Areale zu gewährleisten und neu entstanderen Seen zu besiedeln müssen Wege über Land gesucht werden, sei es im Gefieder von Wasservögeln oder im Haarkleid von Bibern etc. Frostsichere und trockenheitsresistente Eier übernehmen hier also die mobile Phase.




Hydra als Haustier



Hydra vulgaris.
Algenfäden behindern den Schlund
Hydra läßt sich dauerhaft und fast problemlos als Ansichtsobjekt und Haustier in einem kleinen Becken in der Wohnung halten. Eine Fütterung pro Woche genügt für den Bestandserhalt, alles was darüber hinausgeht, sorgt für eine entsprechende vegetative Vermehrung.

Das Becken sollt bepflanzt sein und eine gewisse Bioaktivität beinhalten um die Stoffwechselprodukte der Hydra abzubauen.

Fütterungsversuche sind spannend und manchmal kurios die Hydra dankt es mit zuverlässiger Vermehrung.

Vor einiger Zeit habe ich in einer chronologischen Darstellung ein Hydraglas vorgestellt.




Der Schlingvorgang im Detail



Naturgemäß sind Hydra nicht in der Lage zu kauen - sie verschlingen ihre Beute in einem Stück. Da Wasserflöhe als ihre typischen Beutetiere deutlich größer sind als ihr Leibesdurchmesser muss sich der Verdauungsraum enorm dehnen um die Beute aufzunehmen. (Wasserflöhe verfügen ohnehin über einen nur geringen Nährwert, daher der vergleichsweise eher geringe Größenunterschied zwischen Beute und Räuber.)


Hydra vulgaris: Fressvorgang.

Die Daphnia ist erbeutet und hängt gelähmt an den Tentakeln. Diese ziehen ihn an die Mundöffnung. Die Mundöffnung bildet sich.
Hydra vulgaris: Fressvorgang.

Das Mundstück dockt an.
Hydra vulgaris: Fressvorgang.

Die Zellen des Mundstückes beginnen nun die Beute zu umfließen.
Hydra vulgaris: Fressvorgang.

Dabei kann das Gewebe enorm gedehnt werden.
Hydra vulgaris: Fressvorgang.

Die Hydra ist nun fast durchsichtig geworden. Immerhin hat sie den Wasserfloh quer verschlungen.
Hydra vulgaris: Fressvorgang.Schliesslich sind die Spitzen der Runderbeine das letzte was von dem Wasserfloh noch ins Freie ragt...
Hydra vulgaris: Fressvorgang... und nach 15 Minuten ist der Vorgang abgeschlossen



Die Verdauung dauert je nach Beute emehrere Stunden, die unverdaulichen Reste werden als unförmiger Klumpen wieder ausgewürgt.














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