Blattschneider-Krebse:Mikrobielle Gärten in Meeressedimenten

Grabende Maulwurfskrebse (Crustacea: Decapoda: Thalassinidea) sind häufige Vertreter der Makro-Infauna ästuarer und mariner Sedimente, in welchen sie oft eine ökologische Schlüsselrolle spielen. Ihre Grabaktivität rührt aus ihrer Ernährung als Partikelfresser her. Um die Ernährungsbiologie dieser versteckt lebenden Tiere besser zu verstehen, werden ihre komplexen Grabbauten untersucht. Ein rätselhaftes Merkmal in den Bauten mehrerer Arten sind Debris-Kammern: erweiterte Abschnitte des Baues, die mit organischem Material und/oder grobem Sediment gefüllt sind. Zwei Hypothesen werden als Erklärung der Funktion dieser Ansammlungen seit längerer Zeit vorgeschlagen: Eine "Vorratskammer-Hypothese", die einen Ernährungszweck postuliert und eine "Deponie-Hypothese", die den Kammerinhalt als Ansammlung von Abfall interpretiert. Aufgrund eigener Untersuchungen und Beobachtungen vertreten wir die Vorratskammer-Hypothese. Als Funktion der Kammern wird die eines mikrobiellen Fermenters, in welchem die Krebse als Gärtner das Bestehen einer symbiotischen Beziehung mit Mikroorganismen fördern und dadurch deren enzymatische Fähigkeiten ausnutzen, angenommen. Das Ziel dieser Studie ist es diese Hypothese zu testen und die Umweltbedingungen der Sedimentböden in denen Maulwurfskrebs-Arten Debris-Kammern anlegen zu beschreiben. Symbiontische mikrobielle Gärten, analog den der Blattschneiderameisen wurden bis jetzt noch nicht für Crustacea nachgewiesen. Hier soll die Sediment-Umgebung der Krebse als auch der Inhalt und die Herkunft des Materials in den Kammern beschrieben werden. Der Eintrag von organischem Material sowie die spezifischen Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft als auch das Vorhandensein von Nährstoffen, die essentiell für Krebse sind, soll untersucht werden. In Laborexperimenten sollen weiters die gärtnerischen Aktivitäten der Maulwurfskrebse beschrieben und ihr Effekt auf das physikalische und chemische Milieu, auf den Nährwert und auf das Entstehen der mikrobiellen Gemeinschaft dargestellt werden. Abschließend wird untersucht, ob das in den Kammern aufbewahrte Material tatsächlich von den Tieren assimiliert wird.

Wir beschäftigten uns mit den mit Pflanzenresten gefüllten Kammern, die man in den Grabbauten von in Meeressanden lebenden Maulwurfskrebsen regelmäßig findet. Ihre Anlage durch und der Nutzen für das Tier waren für uns von Interesse. In Freiland und Laborexperimenten haben wir nachgewiesen, dass diese Kammern der Ernährung der Krebse dienen. Wenn ab und zu Wellen Seegrasblätter oder Algen in die Nähe der Grabbauöffnung der Tiere bringen, fangen sie diese und ziehen sie in den Bau, wo sie in speziellen Debriskammern gelagert werden. Eine Maulwurfskrebsart, die mediterrane Pestarella tyrrhena, kümmert sich daraufhin nicht weiter um dieses Pflanzenmaterial, es verbleibt einige Zeit in den Kammern in rund 20 cm Sandtiefe und wird manchmal vom Tier wieder aufgesucht, das dann kleinste Stücke davon abbeißt. Diese Art kann aber möglicherweise auch während des häufigen Grabens durch den Sand auf solche gefüllte Kammern anderer benachbarter Tiere stoßen, die dann als Nahrung dienen. Die zweite Art mit ähnlichem Pflanzenspeicherverhalten, die karibische Corallianassa longiventris pflegt dieses Pflanzenmaterial kontinuierlich. Sie schneidet die gefangenen Blätter innerhalb mehrerer Wochen in immer kleinere Stücke und verlagert sie dabei öfters in benachbarte Kammern, die unterschiedliches chemisches Milieu aufweisen. Niedrige Sauerstoffkonzentrationen und pH Werte und hohe Schwefelwasserstoffkonzentrationen wurden in solchen Kammern gemessen. Die Pflanzenstücke werden mit den Mundwerkzeugen regelmäßig abgeschabt, kleine Stücke werden auch abgebissen. Die Pflanzenreste werden dadurch immer kleiner, innerhalb von ungefähr 100 Tagen sind solche Kammern, die mit 6 g Trockengewicht Seegras gefüllt waren, leergefressen. In den Grabbauten der Krebse wurden spezifische Bakteriengemeinschaften und kleine Fadenwürmer gefunden. Diese Organismen tragen möglicherweise zu den erhöhten Vitamin- und Nährstoffwerten bei, die von uns in den Kammern und in der Bauwandauskleidung gemessen wurden.