Genetisches
Design
Farbe
und Muster
Zum
Muschelnsammeln kommen die meisten, weil sie die wunderschönen
Farben und komplizierten Muster attraktiv finden. Es
ist kein Zufall,
daß Anfänger sich vor allem auf Kauris
konzentrieren,
da sie eine grenzenlose Vielfalt an Mustern
und Farben
bieten,
und eine wahre Augenweide sind. Außerdem besitzen sie eine
glänzende, runde Form. Kegelschnecken,
auf Platz zwei der
Beliebtheitsskala, weisen eine erstaunliche Variationsbreite
an Mustern
und Farben innerhalb einer einzigen Spezies auf –
über 500
Arten zählen zu dieser Familie.
Die für den Sammler auffallendsten Merkmale der Mollusken
–
Farbe und Muster der Gehäuse – erweisen sich als
hochkompliziert. Sie lassen sich weder leicht beschreiben
noch
erklären. Zunächst einmal existieren Farbe und
Muster
unabhängig voneinander. Es würde den Rahmen
dieses
Buchs sprengen, wollte man all die komplizierten Formeln und
verblüffenden genetischen Erklärungen
anführen. Viele
Fragen in bezug auf die Ursachen oder Mechanismen der
Entstehung von
Farbe und Muster bleiben unbeantwortet.
Die Pigmente in den Molluskenschalen werden durch den Blutkreislauf des
Tiers transportiert. Die beiden primären Pigmentgruppen sind
die
Karotenoide, die Gelb- und Orangetöne produzieren, und die
Melanine, die Gelbbraun- und Brauntöne sowie
Schwarz
hervorbringen. Die anderen Farbstoffgruppen wie die
Porphyrine
kommen seltener vor, daher gibt es relativ wenig rote oder violette
Muscheln. Nur ein paar See- oder Landarten produzieren
vollkommen blaue
oder grüne Schalen.
Die
meisten organischen Pigmente entstehen durch die Art des Futters.
Ändert sich die Ernährung oder die Menge der
Nahrungsaufnahme, kann sich auch die Schale verfärben.
Allerdings
beruhen solche Veränderungen sowohl auf der Genetik
der einzelnen Spezies als auch auf Umweltfaktoren wie zum
Beispiel dem Salzgehalt und der Temperatur des Wassers.
Die Schalenfärbung des Roten
Seeohrs, Haliotis
rufescens,
aus
Kalifornien reagiert zum Beispiel überaus empfindlich auf die
Nahrung. Als Pflanzenfresser weiden Seeohren
innerhalb eines
begrenzten Gebietes und kehren meist zu einer
„kahlen Stelle“ zurück, die sie
vom Felsen
abgegrast haben. Sie
fressen sämtliche Algenarten in ihrer Umgebung –
meist
Stückchen von Riementangblättern und
-stengeln,
die
sich in Folge der jährlichen Stürme am Boden sammeln.
Sie
weiden auch auf den Nachbarfelsen. Farbbänder, die
die
jahreszeitlichen Zyklen von Algenarten widerspiegeln, tauchen
in der
Schale auf. Rotalgen produzieren rote Schalen,
Braun- und
Grünalgen kreieren Blau- und Grüntöne, und
eine
Kombination aus Rot- und Braunalgen integriert die
Pigmente in
orange- oder hellrosafarbene Bänder. Das nur langsam
wachsende
Seeohr produziert eine Reihe dieser jahreszeitlichen
Farbbänder während einer möglichen
Lebensspanne von
dreizehn Jahren oder mehr. Viele fleischfressende Schnecken
weisen auch
auffällige Variationen in der Schalenfarbe auf, wenn
sich
die Nahrung ändert. Experimente zeigten, daß die Nordische
Purpurschnecke, Nucella lapillus,
eine gelbe bis weiße Schale hervorbringt, wenn sie sich von
Seepocken ernährt, und
eine
malvenfarbene bis braune Schale, wenn sie Muscheln frißt.
Auch die Temperatur scheint eine Rolle bei der Farbe zu spielen.
Allgemein läßt sich sagen, daß
Gehäuse, die man
in Äquatornähe findet, prächtigere Farben
und Muster
aufweisen als solche, die aus den Polargebieten oder der ewigen
Finster und Kälte der großen Tiefen
stammen. Viele
Landschaltentiere in tropischen Regenwäldern tragen lebhafte
Farben und produzieren wunderschöne Bänder von buntem
Periostrakum (die äußere Schicht der Schale, die
sich aus
Proteinen aufbaut). Wie bei anderen tropischen Tieren fördern
bei
den Mollusken wärmere Temperaturen eine
größere
Variationsbreite. Lebensräume im Warmwasserriff enthalten
auch
mehr verschiedene Habitate; es existieren dort
winzige Mikrohabitate mit einer erstaunlichen
Artenvielfalt.
(Natürlich
ist allerdings auch die Zahl der Räuber entsprechend
größer.)
Doch scheint
auch der Faktor Temperatur bei der Schalenfarbe mit der
Ernährung
zusammenzuhängen: Biochemische Prozesse beschleunigen sich
bei höheren Temperaturen – mehr Nahrung
wird
produziert. Mit der größeren Vielfalt
organischer
Chemikalien, zu denen auch Pigmente gehören, und mit mehr
Enzymen,
den Katalysatoren biochemischer Reaktionen aus diesem Futter,
erscheint
es logisch, daß komplexe Pigmente eher assimiliert werden und
buntere Farben bei den tropischen Muschelschalen
hervorbringen.
Allgemein scheint die Schalenfarbe den Mollusken keinen Vorteil zu
bringen, zumal die meisten Schalen von einer Reihe von
Seegewächsen oder einem Periostrakum überzogen sind.
Für
mehrere in Küstennähe lebende Dreiecksmuscheln,
Donax
variabilis und Donax
faba, spielt die Schalenfarbe
allerdings
eine wichtige Rolle für das Überleben der
Gesamtpopulation
trotz der räuberischen Schnepfenvögel.
Dreiecksmuscheln
bewohnen Seestrände mit starker Wellentätigkeit.
Jeder an den
Strand rollende Brecher legt einen Teil der Kolonie für
Sekunden
bloß, bevor sich die Muscheln in den Sand einbuddeln
können.
In diesem kurzen Augenblick schnappen sich die Watvögel ein
paar
unglückliche Exemplare und verschlingen sie in einem
Stück.
Dieser Prozeß wiederholt sich ständig. Die
Dreiecksmuscheln warten mit einer derart
reichen Farb- und
Mustervielfalt auf, daß nur ein kleiner Teil davon sich
ähnlich sieht. Watvögel
wie die Sanderlinge
haben ein
gutentwickeltes Sehvermögen und können Farben
unterscheiden.
Da so viele Dreiecksmuscheln gleichzeitig auftauchen, wird der
Sanderling mit einer verwirrenden Fülle von Farben
konfrontiert,
unter denen er auswählen muß. Um diesen Nachteil
auszugleichen, picken sich viele Weichtierräuber eine Farbe
heraus
und bleiben dabei. Anders ausgedrückt, fertigen sich diese
Vögel ein Suchbild in einer Farbe und ignorieren alle anderen
Dreiecksmuschelfarben. Daher schützt die breite Farbpalette
einen
größeren Prozentsatz der
Dreiecksmuschelpopulation.
Auch viele Kammuscheln scheinen eine Art Schutzfärbung zu
besitzen. Die aktiven Schwimmer lassen sich vom Boden nach
oben
treiben, indem sie die Schalenklappen rasch öffnen und
schließen. Der dadurch entstehende Wasserstrahl treibt die
Muscheln rückwärts, ein Manöver, mit dessen
Hilfe sie
vor Seesternen und Raubfischen fliehen können. Die
aktivsten Kammuscheln
haben meist eine helle untere und eine dunklere obere
Schalenklappe. Von unten betrachtet geht die hellere untere
Klappe leicht in die hellere Fläche über, und die
dunklere
obere Klappe verschwimmt mit dem Unterteil, wenn man sie von oben
sieht. Diese selektive Anpassung scheint gut zu
funktionieren, da sie
ein typisches Merkmal der vielen schwimmenden Kammuscheln ist.
Albinomuscheln
sind bei Sammlern besonders beliebt. Albinismus, die
Produktion einer Schale ohne jedes Pigment, ergibt eine
wunderschöne schneeweiße Schale oder ein
weißes Tier.
Generell hat ein Tier mit weißer Schale eine
normale
Färbung, doch manchmal ist das Tier anomal weiß und
hat
eine normal gefärbte Schale. Selten sind sowohl das
Tier als
auch die Schale weiß. Manche Schalen, die normalerweise
kontrastierende Muster haben, wie die Kaurischnecke,
Cypraea cribraria,
werden als albinotisch bezeichnet, wenn der
größte
Teil der Schale weiß ist, aber ein Teil des braunen Musters
erhalten bleibt. Eine cremefarbene oder beige Schale gilt
nicht als
echter Albino, sondern als albinotisch.
Melanismus
führt zur
Erzeugung von Schalen in sattem Dunkelbraun
oder Schwarz. Das dunkle Pigment verdunkelt meist das
natürliche
Muster oder die Zeichnungen der Schale. Oliven-, Kegel-,
Walzenschnecken und andere Familien liefern reichlich
Beispiele
für schwarze Farbformen. Melanismus tritt verstärkt
bei
einer Anzahl gewöhnlicher Kauris in der Gegend der Prony Bay
in
Neu-Kaledonien auf. Einhellige Meinung herrscht darüber,
daß
etwas in der Nahrung der Kauris zur dunklen
Pigmentierung
beitragen muß und nicht nur das Aufflackern
rezessiver
Gene. Wäre letzteres der Fall, wie bei den meisten Mollusken,
dann
wäre wohl nur eine Spezies davon betroffen und nicht
zwölf
bis fünfzehn Arten in einem begrenzten Gebiet. Viele Experten
haben über die Ursache des hohen Prozentsatzes an
melanistischen
Kaurischnecken in jener Gegend spekuliert. Sie vermuten u.a.
eine
Verschmutzung durch Nickelgewinnung, Radioaktivität und eine
hohe Eisenkonzentration im Wasser. Es ist bekannt,
daß
Kauris in vielen Gebieten dunkelbraune Glasuren auf ihren
Schalen
produzieren können, wenn das Wasser einen sehr hohen
Eisengehalt
hat. Die meisten dieser Kaurischnecken leben auf den
Rümpfen
von Schiffwracks, wo sie winzige Mengen an Eisenoxid
aufnehmen
könnten, während sie mit ihren Schabezähnen
die ebenen
Flächen auf der Suche nach Schwämmen oder Algen
raspeln.
Die
Mollusken entwickelten vor über 450 Millionen Jahren, im
Ordovizium, ihre Schalenmuster, die man oft noch auf
Muschelfossilien
unter ultraviolettem Licht klar erkennen kann. Rot scheint
die
dauerhafteste Farbe zu sein; sie ist heute noch auf
jahrmillionenalten
Neriten und Mondmuscheln zu erkennen.
Die
scheinbar unerschöpfliche Vielfalt der Schalenmuster reduziert
sich tatsächlich auf Kombinationen vieler schlichter Formen.
Biologen, Mathematiker und Physiker haben komplizierte
Schalenmuster
genau analysiert und eine Reihe von Grundelementen
aufgelistet,
Diagonale, Dreieck, Halbmond usw. Jedem Element ist eine
Gleichung
zugeordnet, die tatsächlich einen biologischen
Prozeß
beschreibt. Mit diesen Formeln lassen sich die Muster in
mathematische
Begriffe übertragen, um einen allgemeinen Mechanismus
auszudrücken, den man biologische Musterbildung nennt. Gibt
man
sie in einen Computer ein, produzieren die Gleichungen echte
computererzeugte Schalenmuster, wie sie in der Natur
vorkommen. Die
Entstehung der Muster in der Natur wird von Genen gesteuert.
Manche
Molluskengruppen, etwa die Neriten, produzieren eine
ungeheure
Anzahl von Mustern auf ihren Schalen, während es bei andern
Gruppen kaum Abweichungen gibt.
Am
Mantelrand sitzende Pigmentzellen legen Farbe und Muster fest.
Während das Tier heranwächst, sorgt der Mantel
für das
Ablagern des Kalziumkarbonatmaterials um den Schalenrand.
Pigmentzellen
können durchgefärbte Schalen oder
gleichmäßig
gebänderte Schalen hervorbringen, indem sie immer an
derselben
Stelle bleiben und fortwährend Farbe ablagern. Manche
Pigmentzellen können sich auch „an- und
abschalten“
und Reihen von Tupfen und Strichen kreieren, andere besitzen
die
Fähigkeit, über den Mantel zu wandern und dabei Farbe
so
abzusondern, daß sich wellige Streifen, Zickzacklinien oder
Dreiecke bilden. Das Aussehen der Muster wird durch Gene
bestimmt. Die
Farben oder Farbmuster hält man für das Ergebnis von
Stoffwechselabbauprodukten, die in die Schale eingelagert
wurden.
Mitunter führt eine Änderung in der
Ernährung oder im
Salzgehalt zu Verfärbungen in der Schale.
Eine Beschädigung des Mantels kann einen radikalen Wechsel in
einem Teil oder dem ganzen Muster bewirken. Neue Muster,
produziert von
einem beschädigten Mantel, können
unvollständig oder
verschwommen ausfallen, oder der Mantel stellt seine
Musterproduktion
gänzlich ein. Selbst wenn die Mantelverletzungen heilen,
funktionieren die Pigmentzellen vielleicht nicht mehr
richtig, um noch
normale Muster zu erzeugen. Veränderungen im Schalenmuster
können auch die Folge drastischer Schwankungen im Salzgehalt
des
Wassers sein oder durch Futtermangel entstehen.
Die herrlichen und interessanten Muster werden aber auch
Rätsel
auf. Welche Funktion könnten Muster auf Schalen haben?
Biologen
lehren, es gebe für alle Vorgänge in der Natur eine
Erklärung, denn die Evolution verschwende weder Zeit noch
Energie,
indem sie Schönheit ohne zwingende Notwendigkeit hervorbringe.
Leicht könnte man annehmen, daß die Schalenfarbe
eine
Tarnfunktion hat, was bei einigen Arten wohl auch zutrifft.
Und die
Leuchtfarben auf den Körpern vieler Nacktkiemer warnen
bekanntlich
potentielle Jäger, daß sie giftig sind. Aber warum
erzeugen
die Weichtiere auch dann Muster auf ihren Schalen, wenn diese
völlig durch eine Außenhaut, das Periostrakum,
verdunkelt
oder mit einer Vielzahl von Meeresgewächsen überzogen
ist?
Selbst
wenn – wie bei Bohrmuscheln, Mitra- und Olivenschnecken und
einigen anderen – die Muster nicht versteckt liegen, kann das
Tier Farben nicht unterscheiden oder gut genug fokussieren,
um ein
detailliertes Muster erkennen zu können. Man nimmt an,
daß
Mollusken Tierarten durch spezielle Chemorezeptoren
unterscheiden
können, durch einen dem Geruchsvermögen
ähnlichen Sinn.
In vielen Fällen werden so auch Molluskenjäger
entdeckt.
Kürzlich beobachtete man, daß organische Stoffe aus
der
Nahrung der Mollusken, die sie in die Schale eingelagert
hatten, dazu
dienen können, Räuber zu verwirren, die ihre Beute
„riechen“. Manche Malakologen (Weichtierkundler)
vertreten
die Theorie, daß Muster sich aus Pigmenten zusammensetzen,
die
Artenerkennung durch chemische Wahrnehmung oder
„Geruch“
ermöglichen.
Doch herrscht
große Einstimmigkeit darüber, daß viele
Farbpigmente
Sauerstoff in die Blutbahn der Mollusken transportieren.
Verschieden
Molluskengruppen tragen auch unterschiedlich Atmungspigmente.
Käfer- und Wellhornschnecken, Seeohren, Napfschnecken und
Nacktkiemer tragen zum Beispiel Hämoglobin, einen
eisenhaltigen
Farbstoff, während andere Muscheln, Landschnecken, Kraken und
Kopffüßer Hämozyanin tragen, einen
kupferhaltigen
Blutfarbstoff. Einer andern Theorie zufolge werden Pigmente
zu
Stoffwechselabbauprodukten, die entsorgt werden müssen und in
die
Schale oder ins Periostrakum als Farbe und Muster eingelagert
werden.
Derartige Theorien sind interessant und befriedigen die Forscher bis zu
einem gewissen Grad. Tatsache ist, daß wir nicht genau
wissen,
was für eine Rolle die Schalenmuster im Leben von Mollusken
spielen.
~
©
Übersetzung:
Christiane Bergfeld