Tintenfisch vs. Mondlicht
Leuchtkraft im nächtlichen Ozean
Zwergtintenfische der Art Euprymna scolopes sind kleine, nachtaktive Meerestiere, die meist in tropischen Küstenregionen leben und trotz ihrer geringen Größe eine bemerkenswerte Rolle im Ozean spielen. Besonders eindrucksvoll ist ihre Partnerschaft mit den lichtproduzierenden Bakterien Aliivibrio fischeri, die ihnen regelrecht eine Tarnkappe verleihen.
Diese Symbiose zeigt, wie eng Organismen miteinander kooperieren können. Während viele Meerestiere auf Geschwindigkeit oder Panzerung setzen, nutzt Euprymna die bakterielle Biolumineszenz als Schutzmechanismus – eine ebenso elegante wie effektive Strategie.
Networking at its best
Die hawaiianischen Zwergtintenfische erreichen lediglich wenige Zentimeter Länge und besitzen einen kompakten, runden Körper mit acht Armen und großen Augen. Sie sind nachtaktiv und verbergen sich tagsüber im Sand, in der Dämmerung wagen sie sich aus ihren Verstecken und gehen im flachen Wasser auf Jagd nach Garnelen.
In mond- und sternenhellen Nächten wären sie allerdings sowohl beim Blick nach oben gegen das Mondlicht als auch durch ihren Schatten am Meeresgrund leicht zu erkennen. Sie würden also sowohl größeren Jägern als auch ihrer Beute schnell auffallen. Und hier spielen sie ihre besondere Fähigkeit aus – die Symbiose mit Bakterien der Art Aliivibrio fischeri. Gemeinsam bilden Tintenfisch und Bakterien nämlich ein kleines, aber äußerst effektives Superteam der Natur, perfekt angepasst an das Leben im nächtlichen Ozean.
Licht im Dienst der Tarnung
Die Symbionten beherbergt Euprymna in einer speziellen Körperhöhle, dem Lichtorgan. Seine mikrobiellen Partner wählt er dabei sehr sorgfältig aus und akzeptiert keine anderen Bakterien als die zur Biolumineszenz fähigen A. fischeri. Um die Bakterien zum Leuchten anzuregen, synthetisiert der Tintenfisch mit Beginn der abendlichen Dämmerung Chitin im Lichtorgan. Dies bewirkt eine Versäuerung des Gewebes, was den Sauerstoffgehalt ansteigen lässt und so die Entstehung von Biolumineszenz durch die Aliivibrio-Bakterien unterstützt.
Durch die spezielle Anatomie des Lichtorgans verteilt sich das von den Bakterien erzeugte Licht nicht im Körper des Tintenfisches, sondern wird wie von einer Taschenlampe durch die Haut nach unten Richtung Meeresgrund abgegeben. Schwimmt Euprymna im freien Wasser, wird seine Silhouette für unter ihm schwimmende Fressfeinde unsichtbar. Denn der Tintenfisch, der von unten gegen das Mondlicht als dunkler Schatten zu sehen wäre, ist ja nicht dunkel, sondern hell und verschmilzt daher mit dem Mondlicht – ein Trick, den man Gegenschattierung nennt. Hält sich der Mini-Tintenfisch dagegen nahe am Boden auf, wird durch die Biolumineszenz sein Schatten am Meeresboden aufgehellt und er wird auch für seine Beute unsichtbar. In dunkleren Nächten, in denen das Licht das Tierchen eher verraten als schützen würde, kann Euprymna das Lichtorgan sogar verschließen und somit „das Licht abschalten”.
Symbiose auf höchstem Niveau
Die Beziehung zwischen Zwergtintenfisch und Aliivibrio fischeri ist kein Zufallsprodukt, sondern eine dauerhafte und hochspezialisierte Partnerschaft. Der Tintenfisch versorgt die Bakterien mit Nährstoffen und schafft ein stabiles, geschütztes Milieu. Im Gegenzug liefern die Bakterien Licht, das dem Wirt Schutz und Tarnung bei der Jagd ermöglicht.
Dieses fein abgestimmte Zusammenspiel ist eine klassische Win-Win-Situation: Ohne die Bakterien wäre der Tintenfisch in hellen Nächten leicht sichtbar, und die Bakterien finden im Lichtorgan optimale Bedingungen mit einem All-You-Can-Eat-Buffet – zumindest für eine Nacht. Denn jeden Morgen schmeißt Euprymna 95 % der Bakterien aus dem Lichtorgan raus. Vielleicht stören sie ihn, hätten längerfristig eine schädliche Wirkung oder sind erschöpft – die genauen Gründe für diese Hygienemaßnahme kennen die Forschenden noch nicht.
Forschung und Laborpraxis
Anhand der Symbiose zwischen Euprymna und Aliivibrio wird erforscht, wie sich Mikroorganismen gezielt ansiedeln, wie der Wirt die Zusammensetzung seiner bakteriellen Partner steuert und wie stabile Symbiosen über längere Zeiträume aufrechterhalten werden. Die Zwergtintenfische gelten als wichtiger Modellorganismus für die Erforschung solcher symbiotischen Beziehungen, da die Wechselwirkungen zwischen Tier und Bakterien räumlich klar begrenzt und biologisch präzise reguliert sind. Im Fokus stehen dabei molekulare Signalprozesse wie das sogenannte Quorum Sensing, quasi die Kommunikation zwischen Bakterien, durch die sie beispielsweise ihre Genaktivität in Abhängigkeit von der Zelldichte regulieren. Das ist besonders interessant, denn ähnliche Symbiosen finden sich auch in menschlichen und tierischen Mikrobiomen, etwa im Darm oder auf der Haut.
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Quellen:
https://scilogs.spektrum.de/meldung-vom-meer/zwergtintenfische-mit-leuchtsymbiose
https://carlroth.blog/schoenerwohnen
M. McFall-Ngai 2014, PLoS Biology, doi 10.1371/journal-pbio.1001783
J. Schwartzman et al. 2014, PNAS doi 10.1073/pnas.1418580112
https://www.spektrum.de/magazin/wie-ein-tintenfisch-leuchtbakterien-fuer-tarnzwecke-nutzt/1422606
