Seesterne, auch Seesterne genannt, sind überraschend geschickte Kletterer. Sie bewegen sich mühelos über vertikale, horizontale und sogar umgekehrte Oberflächen – felsige, schleimige, sandige oder glasige – und das alles ohne ein zentrales Nervensystem oder Gehirn zu besitzen. Neue Forschungsergebnisse geben Aufschluss darüber, wie diese Wirbellosen diese bemerkenswerte Leistung vollbringen: indem sie ihre Bewegung an unmittelbare körperliche Anforderungen anpassen, anstatt sich auf eine zentrale Steuerung zu verlassen.
Hydraulische Füße und Klebeschleim
Die Unterseite jedes Seesternarms ist mit Reihen von hydraulischen Rohrfüßen (Podia) bedeckt. Diese flexiblen, muskulösen Stängel pumpen Flüssigkeit durch das Wassergefäßsystem des Seesterns, um Bewegung zu ermöglichen. An der Spitze jedes Stiels befindet sich eine flache, klebende Scheibe, die proteinreichen Schleim absondert, um ihn festzuhalten, und möglicherweise einen weiteren Schleim, der sich bei Bedarf ablösen lässt.
Der Gewöhnliche Seestern (Asterias rubens ) nutzt Hunderte dieser Röhrenfüße zum Kriechen und koordiniert ihr Timing, ohne dass ein Zentralnervensystem den Vorgang steuert. Die Forscher fanden heraus, dass sich größere Seesterne nicht langsamer bewegen und auch nicht durch mehr Gliedmaßen verlangsamt werden: Im Gegensatz zu den meisten Tieren sind Größe und Anzahl der Gliedmaßen nicht ausschlaggebend für die Kriechgeschwindigkeit.
Wie Forscher die Bewegung von Seesternen untersuchten
Um diese dezentrale Fortbewegung zu verstehen, verwendeten Wissenschaftler eine einzigartige Methode: die Beleuchtung von hochbrechendem Glas in einem Labor. Als ein Seestern über dieses Glas kroch, erzeugte die Lichtbrechung helle „Fußabdrücke“, die genau zeigten, welche Rohrfüße zu einem bestimmten Zeitpunkt in Eingriff waren.
Die Ergebnisse zeigten, dass Seesterne eine konstante Kriechgeschwindigkeit beibehalten, unabhängig davon, wie viele Füße die Oberfläche berühren. Allerdings verlangsamt die Verlängerung der Kontaktzeit jedes Fußes die Bewegung. Dies deutet darauf hin, dass Seesterne ihren Gang regulieren, indem sie die Kontaktdauer anhand der mechanischen Belastung anpassen und nicht durch zentralisierte neuronale Befehle.
Prüfung der mechanischen Belastung mit Rucksäcken
Um diese Theorie zu bestätigen, testete das Team Seesterne mit beschwerten Rucksäcken, wobei sie entweder 25 % oder 50 % ihres Körpergewichts hinzufügten. Die zusätzliche Belastung verlängerte vorhersehbar die Klebezeit für jeden Rohrfuß, was die Idee weiter stützt, dass mechanische Anforderungen die Bewegung direkt beeinflussen.
Experimente mit umgekehrter Fortbewegung – Seesterne, die auf „Decken“ laufen – zeigten das gleiche Prinzip: Rohrfüße passen das Kontaktverhalten basierend auf der Schwerkraft an. Das bedeutet, dass Seesterne kein Gehirn benötigen, um sich an unterschiedliche Geländebedingungen oder Ausrichtungen anzupassen.
Dezentrale Strategie für komplexes Gelände
Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass Seesterne durch eine robuste, dezentrale Strategie auf anspruchsvollen Oberflächen navigieren. Sie modulieren die Wechselwirkungen zwischen Rohrfuß und Substrat in Echtzeit und passen sich so an mechanische Anforderungen an, ohne auf ein zentrales Nervensystem angewiesen zu sein. Dieser Befund bietet einen faszinierenden Einblick, wie sich komplexe Bewegungen auch ohne traditionelle neuronale Kontrolle entwickeln können.
Die Studie hebt hervor, dass Seesterne ihren Weg durch die Umgebung effektiv „fühlen“ und ihren Griff und ihr Timing auf der Grundlage unmittelbarer körperlicher Rückmeldung anpassen. Dieser dezentrale Ansatz ist ein Beweis für die Leistungsfähigkeit einfacher biologischer Mechanismen bei der Lösung komplexer Fortbewegungsherausforderungen.
