Echtkreisler, Corona & Zahnrad

[Michael Plewka]

Hallo zusammen,
mit Bezug zu der Frage von Daniel in diesem Beitrag:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=50858.0
hier noch  eine Erläuterung dazu:


Bekanntermaßen haben Rädertiere haben ihren Namen ja deshalb, weil sich bei ihnen etwas zu drehen scheint. Das dafür ursächliche  Räderorgan ( Corona)  befindet sich immer am Vorderteil des Tierchens. Ausgehend von einem vereinfachten Bauplan




kann man  sich die Coronan als ein Cilienband vorstellen, das den Vorderteil des Rädertiers umgibt und dabei den Mund (cyan) mit einschließt (circumapikales Band (gelb)). Bei vielen Rädertieren (Bdelloidea, Gnesiotrocha)  ist der vordere Rand dieses Cilienbands mit besonders auffälligen Cilien ausgestattet. Dieser vordere Ring wird als Trochus bezeichnet (blau). Ebenso gibt es einen Cilienkranz am hinteren Rand dieses Bandes, der als Cingulum bezeichnet wird (rot) und ,,hinter" dem Mund liegt.
In vielen Rädertiergruppen können die Rädertiere vor allem mit dem Trochus einen Wasserstrom erzeugen, der dadurch zur Fortbewegung oder zum Herbeistrudeln von Nahrung benutzt werden kann.

Dieser Grundbauplan bildet die Basis für verschiedene Räderorgan-Typen, die bei den verschiedenen Rädertier-Familien vorkommen.

 Für die Familie der Blumen-Rädertiere (Flosculariidae)  hat Remane (1937) in seinem Buch dargestellt, welcher Zusammenhang zwischen den Räderorganen der einzelnen  Gattungen besteht und damit auch eine mögliche evolutive Entwicklung vermutet, die hier in einer entsprechenden Zeichnung illustriert ist . Die Räderorgane sind in Frontalsicht dargestellt. (Trochus: blau; Cingulum: rot; Mund: cyan; die Bauchseite jeweils unten)



Ausgehend von dem  einfachen, hypothetischen kranzförmigen  Räderorgan A (zu finden bei der Gattung Ptygura) haben sich demzufolge  in den verschiedenen Gattungen aus diesem Kranz m.o.w. komplexe Lappen ausgebildet.  B: Lacinularia/ Sinantherina; C: Limnias D: Floscularia; E Octotrocha.

Dieses Schema veranschaulicht somit den Bezug zwischen den zwei Hälften von Limnias und  dem einfachen Kranz von A. Dass die beiden Hälften von Limnias funktional und morphologisch ineinander übergehen, kann mann auch hier im 4. Bild ganz gut nachvollziehen:
https://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenTiere/Rotifers/01RotEng/source/Limnias%20melicerta.html
 In dem obigen Schema bleibt allerdings die Bewegung  der Cilien unberücksichtigt.

Zwar vermittelt  das Räderorgan den Eindruck einer Drehbewegung, aber es dreht sich nichts bei den Rädertieren: es ist eine optische Täuschung, die ihre Ursache ausschließlich in der speziellen Bewegung der Cilien des Trochus hat. Der Vergleich mit einem Zahnrad ist allerdings  irreführend, obwohl diese Assoziation  bei solchen Rädertieren wie  hier bei Limnias oder auch bei vielen ,,typischen Rädertieren" wie z.B. Rotaria, welche 2 (scheinbar) spiegelsymmetrische Teile im  Räderorgan zu haben scheinen, naheliegend ist.

Durch unser vielfach mechanistisch geprägtes Weltbild  ist der spontane  Vergleich mit den sich drehenden Zahnrädern naheliegend. Somit ergibt sich bei ,,normaler" Betrachtung   im Mikroskop quasi intuitiv  die Annahme, dass so, wie 2 Zahnräder ineinandergreifen und sich deshalb in entgegengesetzte Richtung drehen, auch bei den Rädertieren die scheinbare Drehbewegung für die beiden (scheinbar)  spiegelsymmetrischen Hälften des Räderorgans entgegengesetzt ist. Das wird sogar in meiner ,,Tümpler-Bibel", dem ansonsten hervorragenden Buch von M. Kreutz  für die Gattung Limnias behauptet. Das ist aber falsch. Bei Betrachtung von Highspeed-Aufnahmen wird deutlich: weder schlagen die trochalen Cilien in entgegengesetzte Richtung (sie schlagen effektiv allesamt nach hinten) noch ist die scheinbare Drehbewegung der Cilien entgegengesetzt. (Dabei soll an dieser Stelle betont werden, dass man von der  scheinbarev Drehrichtung in der Corona nicht auf die  dadurch bewirkte Strömung schließen kann!)

Die bei allen Rädertieren  dieser Gruppe gleichartige scheinbare Drehbewegung  entgegen dem Uhrzeigersinn ist vielmehr ein ,,Beweis"  für die Verwandtschaft mit den Arten, die  einen einfachen Cilienkranz haben.

Leider habe ich  von Limnias bisher noch keine Zeitlupenaufnahmen machen können, welche diese metachrone Bewegung zeigen, sehr wohl aber u.a. vom ,,Borstenfächer-Rädertier" Hexarthra, das in dieselbe Großgruppe wie Limnias gehört (Gnesiotrocha,  wörtl. Übersetzung: Echtkreisler) und somit einen ähnlichen Aufbau des Räderorgans hat. Hier eine Seitenansicht dieses Viechs (am Hinterende ein  unbefruchtetes Ei):



Mehr zu der Morphologie hier:
https://www.plingfactory.de/Science/Atlas/KennkartenTiere/Rotifers/01RotEng/source/Hexarthra%20mira.html


In der kurzen Sequenz  ist dasselbe Tier von vorn zu sehen.
https://www.youtube.com/watch?v=YSJ2XFgz1p4

Dabei wird die Fokusebene von vorn  nach hinten  durchlaufen, so dass deutlich wird, wie die metachrone Bewegung bei den beiden Hälften des Trochus  gleichermaßen verläuft.

Beste Grüße
Michael Plewka

[Daniel Scheibenstock]

Lieber Michael,

herzlichen Dank für deine ausführliche und präzise Antwort – damit hatte ich wirklich nicht gerechnet!

Besonders gut gefallen mir die Bilder 3 und 4 auf deiner Seite (Link). Dadurch hat es bei mir klick gemacht, und ich kann mir nun viel besser vorstellen, wie das Ganze in der Realität aussieht.

Nochmals vielen Dank! 😊

Liebe Grüße
Daniel