Sapphirnidae (cifonauta)

Sapphirnidae (cifonauta)

Ein opalisierendes Aufblitzen im Meer – eine Halluzination? Oder ein irritierter Sonnenstrahl?
„When I first saw a sea sapphire I thought I was hallucinating.” schreibt der Biologe R. R. Helm. Mit dem Beitrag “The most beautiful animal you’ve never seen” und dem phantastischen Video hat mein Lieblings-Blog  Deep Sea News mal wieder den Vogel abgeschossen.
Oder eher den Ruderfußkrebs (Copepoden).

Video:
Sappphirina in Aktion: Octopod? Copepod?

Helm saß in einem kleinen Boot vor der südafrikanischen Küste vor Durban und fischte mit einem kleinen Netz nach Plankton. Außerdem hat man viel Zeit (zwischen den „Hols“) und keine andere Ablenkung. Das ist eine großartige Gelegenheit für ungewöhnliche Beobachtungen – man sitzt direkt an der Wasseroberfläche und kann den Meeresbewohnern praktisch ins Wohnzimmer gucken.
Helm ging also seiner Planktonfischerei nach, füllte die winzigen schwebenden Organismen in kleine Probengefäße ab  und sah plötzlich einen blauen Blitz. Dann blitze es an anderer Stelle – und wieder. Der erfahrene Plankton-Experte konnte den Blitz richtig einordnen: Ein kleiner, planktischer Krebs hatte das blaue Blitzen produziert: Der Seasapphire („Meeressaphir“) oder das Saphirkrebschen.

Meeressaphire – klein, aber oho

Diese kleinen Ruderfußkrebse der Gattung Sapphirina leben weltweit in den Ozeanen. Sie sind meistens nur wenige Millimeter klein und kommen in großen Mengen vor, eine wichtige Nahrungsgrundlage für unzählige andere Arten. Die meisten von ihnen sind nicht Aufsehen erregend – die Meeressaphire sind eine Ausnahme. Es gibt viele verschiedene Arten, die Lichtblitze unterschiedlichen Farben aussenden. Sie kommen unter anderem vor der afrikanischen Küste, aber auch vor der Ost- und Westküste der USA vor. “When they’re abundant near the water’s surface the sea shimmers like diamonds falling from the sky.” zitiert Helm einen Kollegen.  Darum haben die japanischen Fischer auch einen sehr poetischen Namen für die kleinen Leuchtkrebse: “tama-mizu”, Juwelen-Wasser.

Krebs mit Blaulicht

Sapphirina darwinii , Weibchen mit Eiballen (Zeichnung: Haeckel)

Sapphirina darwinii , Weibchen mit Eiballen (Zeichnung: Haeckel)

Warum hat der Krebs ein Blaulicht?
Erstens: Nur die Männchen senden Lichtblitze aus (Wer hätte DAS gedacht?)
Zweitens: Die Männchen leben im freien Wasser. Die Weibchen hingegen residieren in Glaspalästen. Naja, eigentlich eher in Geleepalästen. Sie sitzen nämlich in den tönnchenförmigen gelatinösen hohlen Körpern von Salpen. Eine parasitierende Prinzessin im Kristallpalast.
http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=4323596

Gut geschützt, aber auch mit mangelhaftem Ausblick. Salpen sind zwar ziemlich durchsichtig und Copepoden haben auch ganz gute Komplexaugen-Systeme, aber die Sicht ist eben doch suboptimal. Also müssen die Saphir-Männchen etwas stärker das Licht aufdrehen, um ihre Prinzessin im Glaspalast auf sich aufmerksam zu machen. Über das Verhalten dieser Ruderfußkrebse ist wenig bekannt, auch wissen wir nicht, wie sie ihre Umwelt sehen. Da kann man bis jetzt nur Vermutungen anstellen.


Woher kommt das Lichtsignal?

Das Lichtsignal basiert auf der raffinierten Mikrostruktur des Krebspanzers: In den Zellen sind winzige Kristalle eingebettet. Bei den blauen Saphirkrebschen sind die Abstände zwischen den Kristallen nur 40 Tausendstel Millimeter groß – das entspricht der Wellenlänge von blauem Licht! Wenn nun blaues Licht auf die Kristallplättchen trifft, so wird es bei der Reflexion durch Interferenz verstärkt, während andere Wellenlängen ausgelöscht werden. Es handelt sich also um eine Strukturfarbe: die Farbigkeit entsteht durch Lichtreflexion an Strukturen des Tieres,  nicht durch Pigmente. Bei chitingepanzerten Insekten und Krebsen aber auch bei Vogelfedern sind solche Strukturfarben sehr häufig. Eine ähnliche Lichtbrechung kann man auch auf Öllachen beobachten.
Da der Meeressaphir, als typisches Plankton, ansonsten nahezu durchscheinend ist, blitzt er in einem Moment blau auf, um im nächsten unsichtbar zu sein.

Auch andere Krebsen können solche blauen Blitze aussenden: Die Leuchtkrebschen Euphausiaceen – die bekannteste Art ist der antarktische Krill Euphausia superba.
Bei einer Mittelmeerexkursion hatte eine Kommilitonin mir ein Leuchtkrebschen vorgeführt, das sogar in einer Petrischale noch ein kleines Lichtspektakel veranstaltete: ein blauer Blitz.
Der Ozean hat noch andere leuchtende „Sterne“ in seinen samtigen Tiefen: Auch das Meeresleuchten ist ein unvergessliches Erlebnis (Ihr Lichtblitzen wird allerdings von den Organismen selbst produziert.)
Und das gibt es sogar bei uns in der Nordsee.
Spektralfarbenspiele und Bioluminiszenz sind ein ganz besonderes Spektakel: Geheimnisvoll. Unvergesslich.
Ein Grund me(e)hr, mal wieder ans Meer zu fahren.

Plankton – das „Schwebende“

Die Planktonforschung ist maßgeblich von deutschen Meeresbiologen entwickelt worden.
Plankon bedeutet das „Umherirrende“, das „Schwebende“) und bezieht sich darauf, dass die meist kleinen Organismen zu wenig Masse und Muskelkraft haben, um aus eigener Kraft entgegen den Wasserbewegungen zu schwimmen. Sie werden mit den Strömungen verdriftet. Trotzdem können sie aktiv in der Wassersäule auf- und absteigen und kleine Strecken zurücklegen.
Als einer der ersten Biologen hatte Ernst Haeckel Plankton-Organismen wie Medusen und Ruderfußkrebse, Krebslarven und Einzeller gezeichnet und ihre phantastischen Formen erstmals einem größeren Publikum zugänglich gemacht (Ernst Haeckel: Kunstformen der Natur, 1899 bis 1904).
Die Planktonforschung wurde als systematische Wissenschaft vor allem von Meeresbiologen der Biologischen Anstalt Helgoland entwickelt: Johannes Peter Müller untersuchte ab 1846 auf Helgoland planktische Lebensformen, die er damals allerdings noch als „Auftrieb“ bezeichnete. Der Kieler Meeresbiologe Victor Hensen, leitete dann  1889 die wissenschaftliche Expeditionen, die sich nur mit Plankton beschäftigte (Wikipedia). Er hatte 1887 den Begriff „Plankton“ eingeführt und entwickelte spezielle Netze zum Planktonfang.

Weitere Quellen:

Helm, R. R. : The most beautiful animal you’ve never seen (Deep Sea News), 20.02.2014

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Kommentare (17)

  1. #1 threepoints...
    23. Februar 2014

    Wenn Plankton sich nicht aktiv selbst im Wasser bewegen kann, wieso sollte es dann eigendlich Licht aussenden, um ausgerechnet Weibchen anzulocken?

    ist das ein Beispiel für die potenziel sinnlosen Aktivitäten der Männer einer Gattung? Oder was soll das?

    Könnte es sein, dass das Licht nicht den Weibchen gilt?

    Aja, sie können offenbar ein wenig die Richtung beeinflussen.

    Aber wenn die Weibchen in etwas glibberigen integriert sind, sie also mutmaßlich noch schlechter navigieren können, wieso leuchtet dann nicht das Weibchen, sondern das Männchen?

  2. #2 Bettina Wurche
    23. Februar 2014

    @ threepoints:
    Die Copepoden bewegen sich schon, sie sind nur nicht stark genug, um sich Strömungen durchzusetzen.
    So kleine Organismen empfinden die Dichte des Wassers anders, als wir. Für sie hat es eine viel höhere Viskosität, es ist zäh wie Honig. Sie rudern mit ihren Antennen langsam und stetig oder mit allen Beinchen gleichzeitig im Turbogang
    http://www.ehow.com/how-does_5135779_do-copepods-move.html
    Diese Bewegungen sind artspezifisch, wir wissen, dass Fische so gezielt ihre Lieblings-Copepoden erbeuten. Das ist die horizontale Bewegung.
    Die vertikale Bewegung läuft oft noch anders: Durch Einziehen und Ausfahren von Schwebefortsätzen können sie zusätzlich beschleunigen und abbremsen.
    http://plankt.oxfordjournals.org/content/18/9/1699.full.pdf

    Man kann Copes ins Labor bringen und ihre Bewegungen dort aufnehmen und die Distanzen ausmessen.

    Wie die Männchen und Weibchen der Saphirkrebschen letztendlich zueinander finden, weiss niemand. Echte Verhaltensbeobachtungen von Copepoden im Freiland wären noch eine Herausforderung, vor allem wenn es um solche komplexen Beziehungskisten wie den flotten Dreier der männlichen und weiblichen Saphire und den Salpen geht.

    • #3 threepoints...
      23. Februar 2014

      Pfui, … ein “Dreier” erhöht nicht den Paarungserfolg. Ist also kein Bestandteil notwendiger Naturereignisse. Das müssen wir umgehend den Papst berichten, dass der mal ein Auge drauf wirft und vielleicht “erleuchtend” auf die Gattung einwirkt.

      oder so…

      Südafrika, Küstengewässer und … ins Wasser gucken?

      Ich übernehm den Job.

      Aber nur mit einer dazu tauglichen Driftboje, die unter Wasser eine Kuppel hat.

    • #4 threepoints...
      23. Februar 2014

      Höhenverstellbar… die Glaskupel.

  3. #5 Bettina Wurche
    23. Februar 2014

    @ threepoints:
    Ich kenne mindestens zwei Dutzend Biologen , die das auch sofort organisieren würden. Und die sich vielleicht sogar noch einen passenden Versuchsaufbau ausdenken könnten

    Leider sind die glorreichen Zeiten der BAH und er deutschen Planktonforschung vorbei – kaum jemand überlebt in der Forschung die Diplom- oder Doktorarbeit. Und die BAH gehört mittlerweile zum AWI, einem Forschungskonzern. Ich habe damals als HiWi mitbekommen, wie das Institut abgewickelt wurde. Allein schon für die Bibliothel hat es mir leid getan.
    Kein weiterer Kommentar dazu : (

  4. #6 Bettina Wurche
    23. Februar 2014

    Ach ja, zur Driftboje, da hatten die neulich bei DeepSeaNews auch etwas Nettes geschrieben:
    http://deepseanews.com/2014/02/mooring-family-photos/
    Klasse : )))

  5. #7 sepp
    24. Februar 2014

    Kleine Erbsenzählerei: Der Abstand zwischen den Kristallen ist nicht korrekt übersetzt. Im verlinkten Artikel heißt es “four ten thousandths of a millimeter”, also 400nm. Die “40 Tausendstel Millimeter” von oben wären hingegen 40µm und damit viel zu groß für Interferenzen von sichtbarem Licht.

    • #8 Bettina Wurche
      24. Februar 2014

      Danke. : )

  6. #9 Kassenwart
    24. Februar 2014

    @Bettina Wurche

    ja, dass mit der BAH war ein Drama, auch was die Aussenstelle in List/Sylt betraf. Da war in den 90ern schon etwas morbide Stimmung, selbst mit spannenden Dinoflagellaten. Schade drum.

  7. #10 Bettina Wurche
    24. Februar 2014

    @Kassenwart:
    Ja, das war wirklich bedauerlich.
    Morbide Stimmung war allerdings: auf der abschließenden Weihnachtsparty hatte die BAH-Bio-Rockband einen treffenden Song dargeboten:
    “AWI – was hast Du mit der BAH gemacht” (Melodie nach Marius Müller-Westernhagens “Sexy”)
    Ein eindrucksvoller Abgesang.

  8. #11 Gerhard
    25. Februar 2014

    Danke, habe den Artikel genossen!
    Habe vor 3 Jahren mit einem Besuch im Jenaer Optischen Museum ein Interesse für die Biologie entwickelt, speziell für Fotografien im Mikro- und Nanobereich.

    • #12 Bettina Wurche
      25. Februar 2014

      @ Gerhard. Danke : )
      Danach sind Sie hoffentlich gleich ins Phyletische Museum weitergegangen?
      Das hat Haeckel gegründet, unter der Decke hängen Stuckrosetten in Form von Medusen. Das Museum ist ein Gesamtkunstwerk.

  9. #13 Gerhard
    26. Februar 2014

    Schade, das habe ich nicht gewusst! Wir waren damals nur noch im Planetarium – hatten uns für den Kurztrip nicht eigens vorgebildet, was sonst noch in Jena zu sehen ist.
    Überhaupt ging mein Augenmerk immer in Richtung Kunstmuseen, doch auch andere Museen können wahrhaft Interessantes bieten!

  10. […] muss man weit rausfahren um das Spektakel selbst zu sehen, aber Meertext versichert uns dass Saphirkrebschen wirklich blau […]

  11. #15 Jens
    https://50style.org
    2. März 2014

    Vielen Dank für die zahlreichen Infos. Wir sind gerade auf der Suche nach Infos für ein Bio-Referat und werden hier zahlreiche points aufnehmen.
    Viele Grüsse aus Flensburg

  12. #16 Bettina Wurche
    2. März 2014

    @ Jens: Das freut mich.
    Science-Blogs sind de facto mittlerweile eine zitierfähige Quelle.
    Schöne Grüße an den Norden aus der südhessischen Diaspora : )

  13. #17 Babbel
    27. März 2015

    Ich habe letzten Sommer (2014) die männlichen Saphirkrebschen in Griechenland im Küstenbereich entdeckt. Sie blitzen wirklich unglaublich und wunderschön. Die Weibchen waren allerdings nirgends zu sehen.