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Merkmale der Stachelhäuter

Echinodermata sind so benannt wegen ihrer stacheligen Haut (vom griechischen „echinos“ für „stachelig“ und „dermos“ für „Haut“), und dieser Stamm umfasst etwa 7.000 beschriebene lebende Arten. Echinodermata sind ausschließlich marine Organismen. Seesterne (Abbildung 1), Seegurken, Seeigel, Sanddollars und Schlangensterne sind alles Beispiele für Stachelhäuter. Bis heute sind keine Süßwasser- oder Landstachelhäuter bekannt.

Abbildung 1. Dieses Diagramm zeigt die Anatomie eines Seesterns.

Morphologie und Anatomie

Erwachsene Stachelhäuter weisen eine pentaradiale Symmetrie auf und haben ein kalkhaltiges Endoskelett aus Knöchelchen, obwohl die frühen Larvenstadien aller Stachelhäuter eine bilaterale Symmetrie aufweisen. Das Endoskelett wird von epidermalen Zellen aufgebaut und kann Pigmentzellen besitzen, die diesen Tieren leuchtende Farben verleihen, sowie Zellen, die mit Toxinen beladen sind. Gonaden sind in jedem Arm vorhanden. Bei Stachelhäutern wie Seesternen trägt jeder Arm auf der oralen Seite zwei Reihen von Röhrenfüßen. Diese Röhrenfüße helfen bei der Befestigung am Substrat. Diese Tiere besitzen ein echtes Coelom, das zu einem einzigartigen Kreislaufsystem, dem Wassergefäßsystem, modifiziert ist. Ein interessantes Merkmal dieser Tiere ist ihre Fähigkeit, sich zu regenerieren, selbst wenn mehr als 75 Prozent ihrer Körpermasse verloren gehen.

Wassergefäßsystem

Stachelhäuter besitzen ein einzigartiges ambulantes oder Wassergefäßsystem, das aus einem zentralen Ringkanal und radialen Kanälen besteht, die sich entlang jedes Arms erstrecken. Durch diese Strukturen zirkuliert Wasser und erleichtert den Gasaustausch sowie die Ernährung, den Raubbau und die Fortbewegung. Das Wassergefäßsystem ragt auch aus Löchern im Skelett in Form von Röhrenfüßen heraus. Diese Röhrenfüße können sich je nach Wasservolumen, das im System des jeweiligen Arms vorhanden ist, ausdehnen oder zusammenziehen. Mit Hilfe des hydrostatischen Drucks kann das Tier die Röhrenfüße entweder ausfahren oder einziehen. Das Wasser tritt an der aboralen Seite des Stachelhäuters in das Madreporit ein. Von dort gelangt es in den Steinkanal, der das Wasser in den Ringkanal weiterleitet. Der Ringkanal verbindet die Radialkanäle (es gibt fünf in einem pentaradialen Tier), und die Radialkanäle leiten das Wasser in die Ampullen, die Röhrenfüße haben, durch die sich das Wasser bewegt. Durch die Bewegung von Wasser durch das einzigartige Wassergefäßsystem kann der Stachelhäuter Muschelschalen während der Nahrungsaufnahme bewegen und aufbrechen.

Nervensystem

Das Nervensystem dieser Tiere ist eine relativ einfache Struktur mit einem Nervenring in der Mitte und fünf radialen Nerven, die sich entlang der Arme nach außen erstrecken. Strukturen, die einem Gehirn ähneln oder aus der Verschmelzung von Ganglien hervorgehen, sind bei diesen Tieren nicht vorhanden.

Ausscheidungssystem

Podozyten, Zellen, die auf die Ultrafiltration von Körperflüssigkeiten spezialisiert sind, sind in der Nähe des Zentrums der Stachelhäuter vorhanden. Diese Podozyten sind durch ein internes System von Kanälen mit einer Öffnung verbunden, die Madreporit genannt wird.

Reproduktion

Stachelhäuter sind sexuell dimorph und geben ihre Eier und Samenzellen ins Wasser ab; die Befruchtung erfolgt extern. Bei einigen Arten teilen sich die Larven asexuell und vermehren sich, bevor sie die Geschlechtsreife erreichen. Stachelhäuter können sich auch ungeschlechtlich vermehren und durch Verletzungen verlorene Körperteile regenerieren.

Klassen der Stachelhäuter

Dieser Stamm wird in fünf existierende Klassen unterteilt: Asteroidea (Seesterne), Ophiuroidea (Schlangensterne), Echinoidea (Seeigel und Sanddollar), Crinoidea (Seelilien oder Federsterne) und Holothuroidea (Seegurken) (Abbildung 2).

Abbildung 2. Zu den verschiedenen Vertretern der Stachelhäuter (Echinodermata) gehören (a) der Seestern der Klasse Asteroidea, (b) der Schlangenstern der Klasse Ophiuroidea, (c) die Seeigel der Klasse Echinoidea, (d) die Seelilien, die zur Klasse Crinoidea gehören, und (d) die Seegurken, die die Klasse Holothuroidea repräsentieren. (credit a: Modifikation der Arbeit von Adrian Pingstone; credit b: Modifikation der Arbeit von Joshua Ganderson; credit c: Modifikation der Arbeit von Samuel Chow; credit d: Modifikation der Arbeit von Sarah Depper; credit e: Modifikation der Arbeit von Ed Bierman)

Die bekanntesten Stachelhäuter sind die Mitglieder der Klasse Asteroidea oder Seesterne. Sie kommen in einer großen Vielfalt an Formen, Farben und Größen vor, wobei bisher mehr als 1.800 Arten bekannt sind. Das Hauptmerkmal der Seesterne, das sie von anderen Stachelhäuterklassen unterscheidet, sind dicke Arme (Ambulacra), die sich von einer zentralen Scheibe aus erstrecken, in der Organe in die Arme eindringen. Seesterne benutzen ihre Röhrenfüße nicht nur zum Greifen von Oberflächen, sondern auch zum Ergreifen von Beutetieren. Seesterne haben zwei Mägen, von denen einer aus dem Maul herausragen kann und Verdauungssäfte in oder auf die Beute absondert, noch bevor diese verschluckt wird. Dieser Prozess kann die Beute im Wesentlichen verflüssigen und die Verdauung erleichtern.

Kleinsterne gehören zur Klasse der Ophiuroidea. Anders als Seesterne, die plumpe Arme haben, haben Schlangensterne lange, dünne Arme, die scharf von der zentralen Scheibe abgegrenzt sind. Schlangensterne bewegen sich, indem sie ihre Arme ausstrecken oder sie um Gegenstände wickeln und sich vorwärts ziehen. Seeigel und Sanddollars sind Beispiele für die Echinoidea. Diese Stachelhäuter haben keine Arme, sondern sind halbkugelförmig oder abgeflacht mit fünf Reihen von Röhrenfüßen, die ihnen bei der langsamen Fortbewegung helfen; die Röhrenfüße werden durch Poren einer durchgehenden inneren Schale, die Test genannt wird, ausgestoßen. Seelilien und Federsterne sind Beispiele für Crinoidea. Beide Arten sind Suspensionsfresser. Seegurken der Klasse Holothuroidea sind in der oral-aboralen Achse verlängert und haben fünf Reihen von Röhrenfüßen. Dies sind die einzigen Stachelhäuter, die im Erwachsenenalter eine „funktionelle“ bilaterale Symmetrie aufweisen, da die einzigartig verlängerte oral-aborale Achse das Tier dazu zwingt, horizontal zu liegen, anstatt vertikal zu stehen.

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