Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

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Michael
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Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#1 Beitrag von Michael » 27. Juli 2020, 15:23

Hallo in die Runde,

der Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai (ehemals Chaetonotus zelinkai) ist einer der häufigsten und beeindruckendsten Süsswasser-Gastrotrichen und wurde bereits mehrmals in diesem Forum gezeigt. Einige der weltweit besten Fotos dieses schönen Tieres hat z.B. Michael Plewka bereits von 10 Jahren hier vorgestellt: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=6267.0

In meinen Mikroaquarien ist L. zelinkai immer wieder anzutreffen und fühlt sich dort im Allgemeinen so wohl, dass es meist zur Fortpflanzung kommt. Dabei fiel mir immer wieder auf, dass die Eier von L. zelinkai nahezu immer mit einer Detritus-Hülle umgeben sind:

Bild
Bild 1: L. Zelinkai; Ei

Vor einiger Zeit habe ich hier bereits die Brutpflege bei dem Bauchhärling Chaetonotus cordiformis vorgestellt ( https://www.mikroskopie-forum.de/index. ... ic=35018.0 ). Auch bei dieser Art wurden die Eier von der Mutter mit einem Detritus-Mantel versehen und ich äußerte bereits in diesem Beitrag den Verdacht, dass bei L. zelinkai ein ähnliche Brutverhalten vorliegen könnte. Jetzt ist es mir endlich gelungen, die Eiablage und die Brutpflege auch von diesem Bauchhärling zu filmen.

Die Ablage des vergleichsweise riesigen Eis ist bei L. zelinkai (und bei den anderen Bauchhärlingen) nur möglich, weil das Ei vor der Eiablage sehr flexibel ist:

Bild
Bild 2: L. zelinkai; Eiablage

Das Ei wird durch einen sehr kleinen ventralen/lateralen Oviporus gepresst, der ansonsten mikroskopisch nicht sichtbar ist und der meines Wissens auch elektronenmikroskopisch noch nie nachgewiesen wurde. Symmetrie vorausgesetzt, sollte auch auf der anderen Seite des Tieres eine entsprechende Öffnung bestehen.

Bild
Bild 3: L. zelinkai; ventrolateraler Oviporus

Nach der Eiablage beginnt die Mutter sofort Detritusflocken in der Eiumgebung mit ihrem Pharynx aufzunehmen ohne diese in den Darm zu befördern. Diese Flocken werden dann zurück zum Ei gebracht, auf die Hülle gespuckt und dort sorgfältig verteilt bis das gesamte Ei halbkugelförmig mit Detritus bedeckt ist. Möglicherweise soll hierdurch das Ei (chemisch) getarnt werden um Fressfeinde (z.B. Amöben) zu täuschen.

Bild
Bild 3: L. zelinkai; Dekoration des Eis mit Detritus; Pfeilspitze weist auf Polkörper

Der gesamte Film (ca. 9 min) kann hier angesehen werden (zum Starten auf das Bild klicken!):

Bild
Bild 4: L. zelinkai; Video des Brutverhaltens

Interessant finde ich auch bei ca. 5 min die Bildung des Polkörpers des Eies. Diese kleine Zelle, die während der späteren Embryonalentwicklung aufgelöst wird, entsteht bei einer stark unsymmetrischen Teilung der Eizelle. Dabei wird die erste somatische Zelle des Tieres gebildet. Der Zweck dieser anfänglichen - anscheinend nutzlosen - Teilung ist mir unklar. Ist die Entstehung eines Polkörpers nur durch Meiose erklärbar oder kennt jemand sowas auch bei einer mitotischen Teilung?

L. zelinkai ist bereits der zweite Gastrotrich, bei dem ich eine Brutpflege beobachten konnte. Möglicherweise ist dieses Verhalten bei Gastrotrichen also häufiger als gedacht!
Ich finde dieses Verhaltensmuster bei so kleinen Tieren sehr erstaunlich. Nicht nur, dass das Tier Material aufnimmt und damit das Ei tarnt - das Tier muss auch eine "innere Landkarte" besitzen, um das Ei problemlos wiederzufinden. Ich glaube nicht, dass es bei all unserer "KI-Hybris" möglich wäre, einen Roboter zu bauen, der eine solche Leistung in jeder Umgebung erbringen könnte - schon gar nicht mit einer Größe von 250µm!

Viele Grüße

Michael
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#2 Beitrag von paramecium » 28. Juli 2020, 07:33

Hallo Michael,

sehr beeindruckende Beobachtung. Wenn man überlegt, wie gering das "Gehirn" dieses Lebewesens ausfällt, es besteht aus abzählbar vielen Zellen, deren einzelne Zellkerne ich schon mehrfach in der Fluoreszenz fotografierte, man sie so abzählen kann, so ist es erstaunlich, dass diese kleine Tiere obendrein eine Brutpflege betreiben.

Ich arbeite ja seit einigen Jahren in den Bereichen der künstlichen Intelligenz und des Machine Learnings. An dieser Stelle stelle ich mir die Frage, wo diese Intelligenz tatsächlich zu verorten ist. Ich glaube ja fast, dass solche Beobachtungen, wie diese hier, zulassen darüber zu spekulieren, dass es gewisse (Über-) Lebensfunktionen gibt, wie eine derartige Brutpflege, die keine Zuordnung Gehirn=Intelligenz mehr zulassen. Damit müsste man also noch so etwas wie eine Intelligenz vermuten, oder nenne es Programmierung, die sich auf intrazellulärer Ebene befindet, ein Speicher also, der eher den komplexen Chemismus einer einzelnen Zelle umfasst, anstatt aus abzählbar vielen Neuronen mit einer Gesamtzahl von deutlich weniger als 100 zu bestehen. Ein solcher könnte problemlos komplexere Programme wie dieses ablaufen lassen. Mit der Vorstellung eines neuronalen Netzes, das Brutpflege betreibt und aus kaum 10-20 Gehirnzellen besteht, komme ich hier gedanklich nicht weiter.

Ich verspreche, bei Gelegenheit eine gescheite Aufnahme der (Anzahl der) Zellkerne dieser Art einzustellen.

Viele Grüße

Thilo
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#3 Beitrag von Michael » 29. Juli 2020, 12:30

Hallo Thilo,

wie Du weist, komme ich ja auch aus der Softwareentwicklung (Automatisierung), und sehe auch keine Chance, ein so komplexen Programmablauf mit nur einigen Dutzend Zellen / Entscheidungen / Speicherzellen zu realisieren. Gehirn wird überschätzt! Wenn ich mir ansehe, zu welch komplexe Verhaltensmustern bereits Einzeller fähig sind (z.B. das Jagdverhalten von Thysanomorpha bellerophon das ich hier vorgestellt habe: viewtopic.php?f=23&t=822), müssen diese "Programme" sicherlich intrazellulär codiert sein.
Wie das aber funktioniert, habe ich keine Ahnung. Unsere klassische Vorstellung kommt einfach von den Wirbeltieren her und kann ein komplexes Verhalten ohne Gehirn schwer akzeptieren.

Viele Grüße

Michael
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#4 Beitrag von Pelagodileptus » 31. Juli 2020, 12:55

Hallo Michael,

immer wieder eine erstklassige Dokumentation mit viel Zeit die dahinter steckt. Ich selber habe eine Eiablage noch nie beobachtet, sie waren, einfach da... :wicked_019:

Von mir einen dicken Daumen hoch!

Viele Grüße,

Michael
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#5 Beitrag von SNoK » 22. September 2020, 07:46

Lieber Thilo,

ich habe vor einigen Jahren in Mikrokosmos 101, Heft 4, 2012 mal einen Beitrag zur Frage des Bewusstsein bei Einzellern veröffentlicht. Ist leider zu groß als Anhang, aber wenn Du das Heft nicht hast, kann ich ihn per Mail schicken.

Stephan
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#6 Beitrag von Michael » 22. September 2020, 16:51

Hallo Stephan,

Deinen interessanten Artikel habe ich bereits vor einigen Jahren gelesen - wusste aber nicht, dass er von Dir ist! In Anschluss habe ich mir gleich das Buch von Jennings besorgt, muss aber zugeben, dass ich es nicht vollständig gelesen habe.
Das Thema finde ich sehr spannend. Seit ich mir mit den Mikroaquarien die zeitliche Dimension beim Beobachten erobert habe, bin ich mehr und mehr verblüfft, wie vielfältig die Verhaltensweisen der kleine Freunde sind. Allein schon die mannigfaltigen Jagdtechniken der Ciliaten, von Lacrimaria olor bis Thysanomorpha bellerophon zu beobachten finde ich sehr spannend.
Ich denke wirklich, dass die Protisten und kleinen Vielzeller stark unterschätzt werden! Leider sehe ich auch keine Möglichkeit, hier wissenschaftlich weiter zukommen - dazu fehlt wohl die Möglichkeit, gezielt Verhaltensexperimente anzustellen.
Ich möchte die Gelegenheit nutzen und mich für Deinen schönen Artikel bedanken, der meine Sicht auf das Mikroleben stark beeinflusst hat. :wicked_001:

Viele Grüße,

Michael
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Re: Eiablage und Brutpflege beim Bauchhärling Lepidochaetus zelinkai

#7 Beitrag von paramecium » 22. September 2020, 19:41

Lieber Stephan,
lieber Michael,

vielen Dank Stephan für Deinen Hinweis zu dem Artikel. Ich habe ihn gelesen und einen eigenen Thread aufgemacht. Ich denke nämlich, dass wir uns hier nur gegenseitig befruchten können.

Hier geht es zur Idee des Bewusstseins bei Einzellern...

Diskussion und Philosophie ausdrücklich erwünscht... :wicked_001:

Viele Grüße

Thilo

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