Autor: Denis

Die Eientwicklung des Prachtgrundkärpflings Nothobranchius rachovii

Der bis zu fünf Zentimeter groß werdende Rachow’s Prachtgrundkärpfling Nothobranchius rachovii ist ein beliebter Aquarienfisch. Männchen und Weibchen sind stark verschieden gefärbt. Das Männchen prägt einen purpurroten Körper mit blauem Muster auf. Vor allem auf den Flossen ist die blaue Fläche sehr stark vertreten. Die Weibchen sind im Vergleich dazu mit einer hellen, braugrauen Färbung sehr unscheinbar. Dieser Kärpfling bewohnt saisonale stehende Gewässer in Ostafrika. Darunter finden sich von kleinen schlammigen Tümpeln bis zu größeren Seen viele verschiedene Gebiete. Weil diese Gewässer in den jährlichen Dürrezeiten austrocknen, hat sich dieser Fisch gut daran angepasst. Während die Eltern sterben, sind die Eier auf dem Trockenen gut aufgehoben. Während des Aufenthaltes im trockenen Schlamm entwickeln sich die Eier. Nach einigen Wochen befinden sich in den Eiern schlupffähige Jungfische. Diese verharren allerdings noch in den Eiern, bis es wieder zu einem Regenfall kommt. In dem dann wieder entstehenden Tümpel schlüpfen die Jungen. Wie Mähdrescher fressen sie sich anschließend durch die wiedererwachende Mikrofauna, so dass sie extrem schnell wachsen. Nach wenigen Monaten können sie bereits selbst Eier produzieren. Das ist überlebensnotwendig, denn in der Natur überlebt ein solcher Fisch aufgrund der Trockensaison selten länger als ein halbes Jahr.

Im Aquarium bietet man diesen Fischen zur Eiablage Becher mit Substrat an. Hierbei gibt es bei Sand über Torf bis zu Humus viele Möglichkeiten, die jeweils Vor- und Nachteile bieten. Ein Pärchen produziert im Monat bis zu fünfzig Eier, die anschließend aus dem Aquarium genommen werden müssen. Ohne Trockenheit entwickeln sich die Eier nämlich nicht! Deshalb werden sie in Plastiktüten oder Petrischalen mit leichter Restfeuchte aufbewahrt. Dahin verbleiben sie einige Wochen bis Monate, bis schließlich die Jungen so weit entwickelt sind, dass sie schlupffähig sind. Anschließend werden sie in ein Aufzuchtbecken überführt, in dem sie die Eier verlassen können. Eine gute Fütterung mit Artemia-Nauplien oder Mikrowürmern vorausgesetzt, sind sie bereits nach vier bis sechs Wochen groß genug, um ganze Mückenlarven verspeisen können.

In den folgenden Bildern und Videos werden die verschiedenen Entwicklungsstadien der Eier chronologisch aufgeführt.

Tag 0:

Tag 30-45:

Tag 60:

Tag 75:


Titelfoto: © Andreas Wretström/wikipedia.com

Ein Plädoyer für den Schlaf

Wann haben sie das letzte Mal gut geschlafen?

In unserer leistungsorientierten Gesellschaft wird dem Schlaf immer weniger Bedeutung geschenkt – viele Menschen versuchen, mit einem Minimum an Schlaf auszukommen. Andererseits verankern viele Traditionen den Schlaf in ihrer Kultur, wie die Spanier die Siesta. Selbst wenn wir ein Viertel unseres Lebens verschlafen, ist diese Zeitperiode für unseren Körper wichtig. Schlaf hält uns fit – nicht nur unser Herz-Kreislaufsystem, sondern auch unser Gehirn.

Schon der bekannte römische Redner Marcus Fabius Quintillianus berichtete von den positiven Auswirkungen des Schlafs auf das Gedächtnis. Er schrieb in seinem Werk „Institutio Oratoria“: „Es ist ein interessanter, jedoch nicht offensichtlicher Fakt, dass das Intervall einer Nacht die Merkfähigkeit fördert. Die Zeit, welche normalerweise ein Grund der Vergesslichkeit ist, dient in Wirklichkeit dazu, das Gedächtnis zu verbessern.“ In den letzten 20 Jahren befassten sich Wissenschaftler wieder vermehrt mit dem Phänomen des Schlafes. Laut dem amerikanischen Psychologen und Neurobiologen Matthew P. Walker konnten sie dabei einige wertvolle neue Erkenntnisse gewinnen. Seine Rezension in den „Annals of the New York Academy of Sciences“ stellt dar, dass sich Schlaf positiv auf das Erinnerungsvermögen, auf das Abstraktionsvermögen und auf die Kreativität auswirkt.

Die nächtliche Ruheperiode wird benötigt, um Erinnerungen über lange Zeiträume hinweg zu bewahren. Dr. Walker zeigte in Experimenten, dass eine fehlende Schlafperiode das Erinnerungsvermögen um fast die Hälfte reduziert. Vor allem positive Gedanken werden durch Schlaf gefestigt. Hingegen erinnerten sich Personen, die nicht schliefen, hauptsächlich an negative Erlebnisse. Daher wird angenommen, dass Schlafmangel eine mögliche Ursache für Depressionen sein kann.

Weiterhin wurde in den letzten Jahren unter der Leitung von dem amerikanischen Neurologen Jeffrey M. Ellenbogen entdeckt, dass Informationen durch Schlaf auch vor neuen, irreführenden Sachverhalten geschützt werden. Laut seiner Niederschrift in der Zeitschrift „Current Biology“ gab er Testpersonen vor, Zusammenhänge zwischen zwei Wörtern zu lernen. Die folgende Nacht ließ er sie entweder schlafen oder hinderte sie daran. Am nächsten Tag zeigte er diesen Personen andere Wortzusammenhänge, die sich stark von denen, die sie am Anfang lernten, unterschieden. Die Menschen aus der Gruppe, welche die Nacht schlafend verbrachten, erinnerten sich anschließend allerdings deutlich besser an die ursprünglichen Zusammenhänge.

Nicht nur das Merken erlernter Zusammenhänge, sondern auch die Fähigkeit, diese in neuen Informationen wieder zu finden – auch als Abstraktionsvermögen bezeichnet – wird durch Schlaf gefördert. Dies fand die Kinderpsychologin Rebecca L. Gomez heraus. Sie beschrieb in einem Artikel von „Psychological Science“, dass die Abstraktionsleistungen von Kleinkindern durch Nickerchen stark gefördert werden. Die Kinder fanden nach einer kurzen Schlafperiode deutlich besser bekannte Muster in neuen Phrasen wieder.

Kreativität – die Fähigkeit, bekannte Informationen auf neue Art und Weise zusammenzustellen – wird ebenfalls durch Schlaf gefördert. In Träumen kamen auch berühmte Wissenschaftler zu wichtigen Erkenntnissen. Der Chemiker August Kekulé erträumte vor knapp 150 Jahren die chemische Struktur von Benzol. Auch sein Kollege Dmitry Mendeleyev erstellte einige Jahre später das Periodensystem der Elemente nach einem inspirativen Schlaf. Vor einigen Jahren schrieb der Deutsche Ulrich Wagner zusammen mit seinen Kollegen in „Nature“ über den Effekt von Schlaf auf die Kreativität. Personen wurden Rechenaufgaben gestellt, die einen Trick beinhalteten, diese schneller zu lösen. Einen Tag später fanden diejenigen, die schlafen durften, diesen Trick eher als die Schlaflosen.

Um unsere Leistungsfähigkeit auf einem hohen Level zu halten, empfiehlt es sich also, ausreichend zu schlafen. Der amerikanische Psychiater Daniel F. Kripke und seine Kollegen studierten die optimale Schlafdauer auch in Hinblick auf die Lebenserwartung. Laut ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift „Archives of General Psychiatry“ empfehlen sich sieben Stunden Schlaf am Tag. Zuwenig, aber auch zuviel Schlaf kann die Lebenserwartung senken. Mit Schlafmitteln sollte daher nicht nachgeholfen werden. Es empfiehlt sich hingegen laut der amerikanischen „National Sleep Foundation“, auf Koffein und Alkohol zu verzichten, um gut schlafen zu können. Weiterhin sollte eine entspannende Atmosphäre vor dem Schlaf geschaffen und dieser nachts in einem kühlen, dunklen Raum vollzogen werden.

Auch Nickerchen haben positive Effekte auf die Gehirnleistung, schrieben die Amerikaner Bryce A. Mander und Kollegen in der Zeitschrift „Current Biology“. In ihrer aktuell veröffentlichten Experimentalreihe wurden 27-jährige Frauen entweder einer Gruppe mit einem Mittagsschlaf oder einer Gruppe ohne diesen zugeordnet. Neben tagesüblichen Aktivitäten nahmen die Testpersonen mittags und abends an Lernversuchen teil. In diesen sollten die Frauen Namen und zugehörige Gesichter lernen und sich kurz darauf an diese Kombinationen erinnern. Es stellte sich heraus, dass die Lernfähigkeit nach dem Mittagsschlaf am Abend deutlich verbessert war. Im Vergleich dazu nahm die Merkfähigkeit der Frauen ohne Schlaf über den Tag ab. Um unsere Leistungsfähigkeit auf einem hohen Level zu halten, empfehlen sich also neben einem guten nächtlichen Schlaf auch kurze Nickerchen während des Tages.

Falls ihr Chef dagegen sein sollte – sie haben jetzt die Argumente auf ihrer Seite.


Foto: © Vitor Antunes/flickr.com

Kooperative Dickhäuter

Uns erlaubt erst die Fähigkeit der Kooperation mit anderen Personen, Bestleistungen zu vollbringen.

Das gilt laut aktuellen Berichten auch für die größten landlebenden Säugetiere auf unserem Planeten, den Elefanten. Vor allem aufgrund ihrer wuchtigen Körpermasse eröffnen sich kooperativ agierenden Elefanten ungeahnte Möglichkeiten. Joshua M. Plotnik und Kollegen schrieben in einer Veröffentlichung in der Zeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ über die Kooperationsfähigkeit von asiatischen Elefanten.
In ihrer Experimentalreihe mit zwölf Rüsseltieren mussten jeweils zwei Elefanten kooperieren, um an ihr Futter zu gelangen. Es wurden Futterschalen aufgestellt, die für die Dickhäuter nur mit Hilfe von Seilen erreichbar wurden. Nur mit einem koordinierten und gleichzeitigen Zug an zwei räumlich voneinander entfernten Seilen konnten die Rüsseltiere an den Inhalt der Schalen gelangen. Versuchte es ein Elefant alleine und zog daher an nur einem Seil, so ging er leer aus. Daher versuchten es die grauen Riesen nicht oft alleine sondern warteten, bis ein anderer mithalf. War nur ein Seil vorhanden, verzichteten die Elefanten angesichts des offensichtlichen Misserfolges sogar komplett auf einen Versuch an das Futter zu gelangen.

Zwei besonders kreative Elefanten machten es sich einfach. Einer stellte sich dazu lediglich mit seinem Fuß auf sein Seilende und ließ seinen Partner alleine aktiv ziehen. Dies war eine mögliche Strategie, an das Futter zu gelangen, an die vor dem Experiment nicht mal die Wissenschaftler dachten. Es bleibt jedoch unklar, ob die Elefanten diese Kooperation als solche begriffen haben. Sie könnten lediglich gelernt haben, dass es sich nur dann auszahlt, am Seil zu ziehen, wenn sie einen Artgenossen mit einem anderen Seil sehen.

Nichtsdestotrotz zeigen diese Ergebnisse, dass Kooperation es Tieren erlaubt, Aufgaben zu bewältigen, die sie alleine nicht schaffen können. Daher spielt diese Fähigkeit in der Evolution eine wichtige Rolle und hat sich wahrscheinlich schon lange bevor wir Teil dieser Welt wurden, im Tierreich etabliert.


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Der Werkzeugdschungel der Kapuzineräffchen

Wer behält noch den Überblick im Werkzeugdschungel, den man in Baumärkten vorfindet? Vor allem, wenn es um die Frage geht, welches Werkzeug für welchen Zweck am besten geeignet ist, scheiden sich die Geister.
Einfacher geht das bei Rückenstreifen-Kapuzineräffchen (Cebus libidinosus), wie Dorothy M. Fragaszy und Qing Liu in aktuellen Ausgaben von der Zeitschrift „Animal Behaviour“ berichten. Wilde Kapuzineräffchen müssen sich als Nahrungsquelle Palmnüsse erschließen, welche sehr harte Schalen haben.

Zum Öffnen dieser Nüsse suchen die Tiere sich die besten Werkzeuge aus – sie benutzen Steine als Hämmer und große Holzstücke mit Vertiefungen als Ambosse. Die besten Steine zum Bearbeiten der Nüsse sind schwer. Doch hochheben müssen die Äffchen die Steine zur Gewichtsbestimmung nicht, auch wenn ihr Volumen gleich ist. Es reicht zur zuverlässigen Bestimmung des Gewichtes aus, wenn sie die Steine herumrollen, betasten und beklopfen. Selbst kleine Gewichtsunterschiede von nur 35 Prozent können so unterschieden werden. Bei Ambossen fällt die Wahl den Kapuzineräffchen deutlich schwerer – die Form und Größe der Mulden auf größeren Holzstücken ist entscheidend für den Erfolg. Daher probieren die Tiere die verschiedenen Vertiefungen mit einer Nuss und einem Stein aus. Am besten geeignet sind Mulden, die groß und flach sind – auch wenn die Nüsse häufiger wegfliegen. Genau diese wurden von den Äffchen nach einer kurzen Testreihe bevorzugt.

Doch dieses Wissen bleibt vermutlich nicht nur dem Tester vorbehalten, andere Kapuzineräffchen beobachten ihn nämlich dabei. Bekommen sie selbst eine Nuss in die Hand, benutzen sie den letzten erfolgreich getesteten Amboss auch für ihre Zwecke. Der Dschungel voller potenzieller Werkzeuge zum Nussknacken wird so für Kapuzineräffchen übersichtlich.


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Ernährungsplanung bei Spinnen

Nicht nur Personen, die auf eine schlanke Linie aus sind, planen ihre Ernährung. Ein internationales Wissenschaftlerteam fand laut der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B heraus, dass auch Spinnen auf ihre Nahrungszusammensetzung Wert legen.

Unter der Leitung von Dr. Kim Jensen wurden Experimente durchgeführt, in welchen jagende Wolfsspinnen (Pardosa prativaga) zwischen eher fettreichen oder eiweißreichen Fruchtfliegen wählen konnten. Solang es die Möglichkeit gab, zwischen den Fliegen zu wählen, stellten sich die Spinnen ein ausgewogenes Menü aus Fetten und Eiweißen zusammen. Waren jedoch die Möglichkeiten zum Beutefang begrenzt, wurde auf eine konstante Fettversorgung geachtet, unabhängig davon, wie viele Eiweiß sie dabei aufnehmen mussten.

Spinnen können also ein gesundes Leben führen, indem sie ihre Beute nach den Ansprüchen ihren Körpers auswählen – fehlernährte Tiere würden in der Natur kaum Überlebenschancen haben.


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Das perfekte Aquariumwasser – ein Leitfaden zum Wasserpanschen

Wasser – eines der grundlegenden Stoffe auf unserem Planeten – ist längst nicht immer gleich. Selbst wenn das Wassermolekül H2O stets unverändert bleibt, sind viele verschiedene Substanzen und Spurenelemente in diesem gelöst. So entstehen zahlreiche unterschiedliche Lebensräume. Nicht nur Meerwasser und Süßwasser unterscheiden sich; es gibt zahllose Variationen von Gewässern. Teilweise gibt es selbst innerhalb von Gewässern eines einzigen Landes große Unterschiede in den gelösten Substanzen. Dies ist meist der unterschiedlichen Vegetation sowie der unterschiedlichen Mineralienvorkommen in Quellen- und Gewässernähe geschuldet. Die zahlreichen verschiedenen Gewässer bedingen auch Organismen – sowohl Pflanzen als auch Tiere -, die an diese jeweils speziell angepasst sind. Vor allem in der Aquaristik hat man mit diesem Problem zu kämpfen – es gibt eine schier unerschöpfliche Auswahl von Fischen und Invertebraten. Die individuellen Ansprüche jeder Tierart gilt es zu befriedigen, möchte man möglichst lange Freude an ihnen haben und Zuchterfolge feiern können. Als wenn das nicht schon schwer genug wäre, ist unser Leitungswasser ebenfalls von Ort zu Ort sehr variabel. Nur selten findet man den richtigen Organimus passend zum eigenen Leitungswasser, oft strebt man nach anderen Arten, die einem besser gefallen. Um den Ansprüchen dieser Arten zu genügen, werden oft Möglichkeiten gesucht, das Leitungswasser artgerecht zu verändern. Während einige Aquarianer sich mit einer Mischung aus Osmosewasser und Leitungswasser behelfen können, ist das Leitungswasser bei anderen Personen von den Parametern gänzlich ungeeignet – selbst wenn es verdünnt vorliegt. Das liegt darin, dass das Gleichgewicht von gelösten Substanzen im Vergleich zur Natur verändert ist. Beispielsweise werden weit verbreitete Ionenaustauscher, die hartes Wasser weich machen, mit Kochsalz regeneriert, welches im Endeffekt auch im Wasser landet.
Oft wird dann auf die Chemikalienbox geschielt, um sich ein gutes Wasser zusammenzupanschen, doch meist wird diese Methode für suspekt erachtet und direkt wieder verworfen. Hier soll nun ein kleiner Leitfaden über das Wasserpanschen dargestellt werden. Zuerst wird deutlich gemacht, was einige der Hauptkomponenten von natürlichem Wasser sind – ob sie mit Wassertestsets gemessen werden können oder nicht. Hierbei wird ein Schwerpunkt darauf gelegt, wie die natürlichen Verhältnisse dieser Substanzen zueinander aussehen. Als zweiter Schritt werden einige gängige Substanzen vorgestellt, um Wasserparameter gezielt zu verändern. Zuletzt folgt eine beispielshafte Anleitung, wie man Osmosewasser zu den gewünschten Wasserwerten bringt, ohne dabei die in der Natur vorhandenen Substanzgleichgewichte, an die jeder Organismus angepasst ist, zu vernachlässigen.

Die Wasserwerte

Der pH-Wert, eine dimensionslose Zahl, gibt an, wie viele Wasserstoffionen (H+, Protonen, Oxoniumionen) im Wasser gelöst sind. Ein niedriger pH Wert zeigt viele vorhandene freie Wasserstoffionen, also saures Wasser an. Wenige Wasserstoffionen führen zu einem niedrigen pH-Wert, also zu alkalischem Wasser. Chemikalisch betrachtet ist der pH der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration.

Der gH-Wert, die Gesamthärte, gibt die Menge an gelösten Erdalkaliionen an. Die wichtigsten Erdalkalimetalle, die die Wasserhärte darstellen, sind Calcium (Ca2+ und Magnesium (Mg2+). Während Strontium und Barium auch die Gesamthärte beeinflussen, sind diese bestenfalls in Spuren in natürlichem Wasser vorhanden.

Der kH-Wert, die Karbonathärte, gibt – wie der Name schon aussagt – die Menge an gelösten Hydrogenkarbonationen (HCO3–) an. Die Karbonathärte dient als Puffer gegen Säuren und Basen, verhindert also abrupte Änderungen des pH-Wertes.

Kalium (K+) ist ein Mineral, welches in den meisten Aquarien Mangelware ist. Vor allem Wassermoose benötigen Kalium zum Biomasseaufbau; Kaliumkonzentrationen von 5 mg/l sind in einem gut bepflanzen Aquarium innerhalb von wenigen Tagen aufgebraucht.

Ammonium(NH3)/Ammoniak(NH4+), Nitrit (NO2–) und Nitrat (NO3–) sind Bestandteile des Stickstoffabbaus. Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil von Eiweißen, welche in jedem Organismus enthalten sind. Die Verdauung von Fischen sowie die bakterielle Zersetzung von organischem Material erzeugt Ammonium oder Ammoniak. Welches der beiden Formen vorhanden ist, ist abhängig vom pH-Wert. Im sauren Milieu (pH < 7) entsteht Ammonium, im basischen Milieu (pH > 7) vorwiegend Ammoniak. Für Wirbellose ist Ammoniak schon in geringen Mengen hochgiftig, Fischen macht es in normalen Konzentrationen (bis zu 0,25 mg/l) wenig aus. Darum sind in Wirbellosenaquarien saure pH-Werte zu empfehlen. Bakterien der Gattung Nitrosomonas, die in jedem Wasser vorhanden sind, verstoffwechseln Ammonium/Ammoniak und produzieren Nitrit (NO2–). Nitrit ist in niedrigsten Konzentrationen (schon ab 0,025 mg/l) hochgiftig für Fische und andere Lebewesen; darum sollten frisch eingerichtete Aquarien nicht mit Tieren besetzt werden. Mit der Zeit und einem vorhandenen Nitritpegel entwickeln sich jedoch auch Bakterien der Gattung Nitrobacter. Diese wandeln das giftige Nitrit in Nitrat(NO3– um. Nitrat ist in normal vorhandenen Konzentrationen (bis zu 50 mg/l für Fische, bis zu 25 mg/l für Garnelen) harmlos und dient als Pflanzennährstoff. Jedoch kann die Nitratkonzentration auch steigen und dadurch einen Wasserwechsel erforderlich machen.

Phosphat (PO4) ist ebenfalls ein Abfallprodukt der Zersetzung von Futter und Organismen. Es dient ebenfalls als Pflanzennährstoff, in hohen Konzentrationen (5-20 mg/l) fördert es jedoch das Algenwachstum. Selbst solche hohen Phosphatwerte sind jedoch meist ungiftig für Fische.

Kupfer (Cu) kann aufgrund von Kupferrohren in neu gebauten Häusern im Wasser gelöst sein. In Altbauten sind die Rohre meistens schon durch eine Kalkschicht vom Wasser isoliert, so dass sich kein Kupfer mehr lösen kann. Für Fische wird Kupfer erst bei hohen Dosen gefährlich, die im Haushalt fast nie erreicht werden. Jedoch reagieren Wirbellose (Schnecken, Garnelen) viel stärker auf Kupfer und können bei kleinen Mengen bereits sterben. Daher sollte vor allem in Wirbellosenaquarien ein besonderes Augenmerk auf Kupfer im Wasser gelegt werden. Kupfer ist auch in einigen Düngemitteln und Fischmedikamenten enthalten, welche in solchen Aquarien gemieden werden sollen.

Eisen (Fe) ist ein wichtiger Pflanzennährstoff. Konzentrationen von über 0,5 mg/l können sich jedoch schädlich auf Fische auswirken. Auch hier kann die genaue Konzentration mit Tröpfchentests bestimmt werden.

Sauerstoff (O2), eines der wichtigsten Gase auf unserer Erde, es wird von fast allen Lebewesen benötigt. Auch im Wasser ist Sauerstoff gelöst, dieses wird durch Sprudelsteine oder einen erhöht angebrachten, sprudelnden Filtereinlauf stetig neu eingebracht. Auch Pflanzen produzieren tagsüber Sauerstoff. Sauerstoffmangel kann bei Überbesatz in zu kleinen Aquarien ohne Wasserbewegung, ohne Pflanzen und/oder faulendem Bodengrund entstehen. Dann sollte auf eine vermehrte Sauerstoffzuleitung geachtet werden.

Kohlenstoffdioxid (CO2) wird von Pflanzen nachts produziert, ist aber tagsüber ein wichtiger Pflanzennährstoff. Fische und ihre Exkremente, die von Bakterien zersetzt werden, produzieren CO2. Das Kohlenstoffdioxid säuert das Wasser aufgrund der Bildung von Kohlensäure (H2CO3)an, wenn es nicht durch Hydrogenkarbonat (kH) gepuffert wird. Wasserbewegung treibt Kohlenstoffdioxid aus dem Aquarium aus.

Alle diese Werte können mit Tröpfchentest anhand von Farbskalen annähernd genau bestimmt werden. Wassertests fehlen jedoch für andere, in jedem Wasser in ebenfalls gleichwertigen Mengen enthaltene Substanzen. Solche sind vor allem Natrium (Na+) und Chlorid (Cl–). Auch als Salz bezeichnet, liegt Naturiumchlorid vor allem im Meer vor. Allerdings gibt es auch Süßgewässer mit erhöhtem Salzgehalt wie zum Beispiel die ostafrikanischen Seen. Der den Tieren zumutbare Salzgehalt sollte auf die Verhältnisse in ihrem Lebensraum abgestimmt sein; ein hoher Salzgehalt ist für Fische aus salzarmen Gewässern mitunter tödlich. Sulfate (SO4) sind für Fische weitgehend harmlos aber auch in zahlreichen Gewässern vorhanden. Auch zahlreiche Spurenelemente werden nicht berücksichtigt. Wie ihr Name allerdings sagt, werden diese kaum in nennenswerten Mengen, sondern maximal in Spuren im Wasser auftreten. Diese Spurenelemente sind beispielsweise in handelsüblichen Pflanzendüngern oder in jedem Leitungswasser in ausreichenden Mengen enthalten.

In den folgenden Tabellen finden sich einige der wichtigsten Wasserwerte von Gewässern rund um die Welt. Die erste Tabelle stellt die absoluten Werte in mg/l dar, die zweite Tabelle die Wasserwerte der Substanzen in Relation zu Calcium (Ca2+), eine der wichtigsten Substanzen im Wasser.

Die große Variabilität dieser Werte zeigt, wie unterschiedlich das Element Wasser rund um den Globus sein kann. Jedoch zeigen unabhängig vom Gewässer die Verhältnisse mancher im Wasser gelösten Substanzen untereinander immer noch feste Regeln.

Die angegebenen Verhältnisse beziehen sich auf das Gewicht der Substanzen, nicht auf die absolute Molekülmenge!
Das Verhältnis Calcium:Magnesium ist meist zwischen 3:1 und 4:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Hydrogenkarbonat (d.h. gH ohne Magnesium zu kH) ist meist zwischen 1:3 bis 1:4.
Das Verhältnis von Calcium zu Kalium ist in Süßwasser meist um 10:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Chlorid ist meist 2:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Sulfat ist ungefähr 1:1.

Diese in der Natur immer wieder anzutreffenden Verhältnisse sollten bei der künstlichen Wasserveränderung stets berücksichtigt werden. Tiere und Pflanzen haben sich nämlich über Jahrmillionen an diese Verhältnisse evolutiv angepasst. Daher kann ein Ungleichgewicht zu schweren Schäden an diesen Organismen führen. Auch kann auch das Algenwachstum durch ein Ungleichgewicht erheblich gefördert werden.

Manipulation der Wasserwerte

Um Wasserwerte gezielt zu manipulieren, werden viele verschiedene Substanzen benutzt. Es folgen einige der gebräuchlichsten Substanzen.

Calciumchlorid (CaCl2) Nebeneffekt: Erhöhung der Chloridkonzentration, pro Calciumion werden zwei Chloridion hinzugefügt (1:2). Das natürliche Verhältnis ist aber 2:1! Nur in Kombination mit anderen Substanzen verwenden!

Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO4, gemahlener gegossener Gips; das Gipspulver vor dem Gießen ist Calciumsulfat-Hemihydrat). Schwer wasserlöslich; Nebeneffekt: Erhöhung der Sulfatkonzentration. Da für jedes Calciumion ein Sulfation zugeführt wird, wäre diese Substanz optimal zum aufhärten. Leider aber ist sie so schwer wasserlöslich, dass nur eine sehr begrenzte Menge zugefügt werden kann (2,7 bis 8,8 Gramm pro Liter).

Magnesiumsulfat-Heptahydrat (MgSO4, Bittersalz). Nebeneffekt: Erhöhung der Sulfatkonzentration. Da das natürliche Verhältnis zwischen Magnesium und Sulfat bei 1:3 bis 1:4 liegt, ist eine ausschließliche Magnesiumversorgung über Bittersalz nicht zu empfehlen, auch wenn es gut wasserlöslich ist.

Calciumcarbonat (CaCO3). Sehr schwer wasserlöslich; Nebeneffekt: Erhöhung der Karbonathärte. Für jedes Calciumion entsteht bei Zugabe ein Hydrogenkarbonation. Das natürliche Verhältnis ist allerdings bei 1:3 bis 1:4 zu finden. Darüber hinaus lässt sich diese Substanz extrem schwer in Wasser lösen, nur 14 Milligramm pro Liter sind möglich.

Magnesiumacetat-Tetrahydrat (CH3COO)2 Mg x 4 H2O oder Calciumacetat-Hydrat (CH3COO)2 Ca x H2O. Nebeneffekt: Verbraucht Sauerstoff; Erhöhung der Karbonathärte. Für jedes Magnesiumion werden zwei Moleküle Essigsäure eingebracht. Diese wird von Bakterien unter starkem Sauerstoffverbrauch verstoffwechselt, dabei entsteht nach einer Weile Hydrogenkarbonat. Härtet man nur mit diesen Stoffen Wasser auf, so ist bei ca. 6 gH eine kH von ca. 3 zu erwarten. Auch wenn diese Substanzen sehr gut wasserlöslich ist, ist bei Tierbesatz auf eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu achten. Aus diesem Grund sollte nie mehr als 1-2 gH auf einmal aufgehärtet werden, die Tiere könnten sonst aufgrund Sauerstoffmangels ersticken. Calciumacetat-Hydrat ist auch in einigen kommerziellen Produkten wie Shirakura Ca+ enthalten.

Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3) oder Kaliumhydrogencarbonat (KHCO3) können dazu verwendet werden, die Karbonathärte anzuheben. Jedoch wird immer zusätzlich damit Natrium oder Kalium eingebracht, was sich in größeren Mengen ungünstig auf die Wasserzusammensetzung auswirken kann. Natrium sollte nur bei salzliebenden Fischen (Zahnkärpflinge, Cichliden) vorhanden sein, für Weichwasserfische ist es ungeeignet. Kalium sollte im Verhältnis zu Hydrogenkarbonat in einem Verhältnis von 1:2 vorliegen.

Kaliumchlorid (KCl) und Magnesiumchlorid (MgCl) lassen sich auch verwenden, allerdings bringen diese gut wasserlöslichen Stoffe auch Chlorid ein, auf dessen Verhältnis in Bezug auf die anderen Substanzen zu achten ist.

Kaliumnitrat (KNO3) und Kaliumphosphat (z.B. K2HPO4) werden zur Erhöhung des Nitrat-(NO3–) oder des Phosphatgehaltes(PO43-) im Sinne der Pflanzendüngung eingesetzt. Es wird zusätzlich Kalium eingetragen, was aber kein Problem ist, da es in den meisten Aquarien Mangelware ist. Beim Einsatz ist – abgeleitet von den natürlichen Wasserwerten, auch als „Redfield-Verhältnis“ bezeichnet – auf ein Verhältnis zwischen Nitrat und Phosphat zu achten. Sonst entstehen Blaualgen oder Grünalgen. Etabliert hat sich ein Verhältnis von einem Zehntel bis zu einem Fünfzehntel an Phosphat im Vergleich zu Nitrat; bezogen auf das Gewicht. Generell wird das Verhältnis 1 – 1/15 empfohlen.

Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4) oder Phosphorsäure (H3PO4) sind Substanzen, mit denen sich der pH senken lässt. Sie werden auch als „Eichenextrakt“ oder als „pH/kH-Minus“ verkauft. Allerdings wird hierbei je nachdem zusätzlich Chlorid, Sulfat oder Phosphat zugegeben. Alle diese Substanzen wirken sich also über den pH hinaus auf die Wasserzusammensetzung aus. Durch die Reaktion der Säure mit Wasser wird erst die Karbonathärte zerstört, welche als pH-Puffer dient. Anschließend entsteht CO2, welches den pH senkt. Allerdings verflüchtigt sich CO2 durch Wasserbewegung schnell und eine dauerhafte pH-Senkung ist ohne stark schwankende Wasserwerte schwer bis gar nicht zu erreichen. Zur pH-Senkung sind Alternativen wie Torfkanonen (Huminsäuren), Akadama (jap. saurer Lehm) oder eine CO2-Anlage, welche permanent CO2 ins Wasser einbringt, daher besser geeignet.

Bei dieser Vielzahl an Substanzen den Überblick zu behalten, wie viel von welcher Substanz benötigt wird, um die angestrebten Wasserwerte zu erhalten, ist nicht einfach. Daher folgt ein kleiner Exkurs in die Chemie.

Chemie und Zusammenstellung von Substanzen

Ein Mol ist definiert als 6022*1023 Teilchen einer Substanz. Das Gewicht dieser Menge an Teilchen ist durch das Molgewicht der Elemente definiert, das sich in jedem Periodensystem der Elemente neben dem Elementnamen finden lässt. Jede Substanz hat ein eigenes Molgewicht.

Es gilt die Formel:

m(g) = n(mol/l) * M(g/mol)
(Menge der Substanz in g = angestrebte Konzentration in mol/l * Molmasse der Substanz in g/mol)

Ein Grad deutscher Wasserhärte (° dH) entspricht 0,0001783 mol/l Calcium- oder Magnesiumionen. Ein Grad deutscher Karbonathärte(° kH) entspricht 0,00036 mol/l von Hydrogencarbonationen.

Als Beispiel zur Zusammenstellung von Substanzen dient ein Weichwasser, das bei Bienengarnelen zum Einsatz kommt und sehr oft ausgehend von destilliertem Wasser gepanscht wird. Destilliertes Wasser enthält per Definition keine gelösten Substanzen.

Die angestrebten Wasserwerte sind beispielsweise gH 6 und kH 1.

Die Molgewichte der zu verwendenden Substanzen sind:
CaSO4 x ½ H2O (Calciumsulfat-Hemihydrat): 145,12 g/mol
30% des Gewichtes sind Calcium (40,078 g/mol), 70% sind Sulfat (32,066 g/mol + 4 x 15,9994 g/mol).

CaCl2 x 2 H2O (Calciumchlorid-Dihydrat): 147,02 g/mol
36% des Gewichtes sind Calcium (40,078 g/mol), 64% sind Chlorid (35,453 g/mol x 2).

CH3COO)2 Ca x H2O (Calciumacetat-Hydrat): 176,19 g/mol

MgSO4 x 7 H2O (Magnesiumsulfat-Heptahydrat/Bittersalz): 145,12 g/mol

Calciumsulfat:
m = 0.0001783 mol/l * 145,12 g/mol
m = 0.02587 g/l
Von Calciumsulfat-Hemihydrat werden also 0.02587 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Calciumchlorid:
m = 0.0001783 mol/l * 147,02 g/mol
m = 0.02621 g/l
Von Calciumchlorid-Dihydrat werden also 0.02621 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Calciumacetat:
m = 0.0001783 mol/l * 176,19 g/mol
m = 0.03141 g/l
Von Calciumacetat-Hydrat werden also 0.03141 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Magnesiumsulfat:
m = 0.0001783 mol/l * 246,48 g/mol
m = 0.043947 g/l
Von Magnesiumsulfat-Heptahydrat (Bittersalz) werden also 0.043947 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Es ist in diesem Beispiel ein Verhältnis von Calcium:Magnesium 5:1 angestrebt. Von 6 ° dH Gesamthärte muss also 1 °dH mit Magnesiumsulfat erzeugt werden; die restlichen 5 °dH mit den Calcium-Substanzen. Das Verhältnis von Calcium zu Chlorid und Sulfat soll ca. 3:1:1 betragen. Berücksichtigt man die individuellen Gewichtsverhältnisse der Substanzen (siehe oben), so stellt sich heraus, dass gleiche Massenverhältnisse von Calciumsulfat-Calciumchlorid-Calciumacetat dazu benötigt werden. Als Nebeneffekt wird durch das Calciumacetat auch die kH ein wenig angehoben. Jede dieser Substanzen soll die Gesamthärte also um 1,66 °dH anheben.
Multipliziert man die obigen Werte also mit 1 bzw. 1,66, ergeben sich also:

0,042944 g Calciumsulfat-Hemihydrat
0,04350 g Calciumchlorid-Dihydrat
0,05214 g Calciumacetat-Hydrat
0,04395 g Magnesiumsulfat-Heptahydrat
pro Liter Wasser, um eine Gesamthärte von 6°dH und ca. 1 °kH zu erreichen.

Nun geht es um die Pflanzendüngung, d.h. die Versorgung von Becken mit Nitrat und Phosphat. Vor allem in Becken ohne oder mit im Verhältnis zur Wassermenge niedrigen Fischbesatz herrscht generell ein Mangel; vor allem wenn Osmosewasser eingesetzt wird.

Die Molgewichte der zu verwendenden Substanzen sind:

KNO3 (Kaliumnitrat): 101,11 g/mol; davon sind 62,004 g/mol Nitrat (NO3–), also 61,323 % des Gewichtes. 1 mg KNO3 enthält also 0,61323 mg NO3–.

K2HPO4 (Kaliummonohydrogenphosphat): 174,18 g/mol; davon sind 94,97 g/mol Phosphat PO43-, also 54,524 % des Gewichtes. 1 mg K2HPO4 enthält also 0,54524 mg PO43-.

Eine übliche Konzentration in einem Aquarium, die den Pflanzen zuträglich ist, beträgt 10 mg/l Nitrat. Aus dem Verhältnis 15:1 ergibt sich zusätzlich eine benötigte Menge von 0,66 mg/l Phosphat.

1 mg KNO3 = 0,61323 mg NO3–.
1 mg K2HPO4 = 0,54524 mg PO43-.

Über den Dreisatz ergibt sich:

16,3071 mg (0,0163071 g) KNO3 = 10 mg NO3–.
1,2105 mg (0,0012105 g) K2HPO4 = 0,66 mg PO43-.
pro Liter des zu düngenden Wassers.
Eine Multiplikation mit der gewünschten Literzahl ergibt also die benötigten Mengen an Kaliumnitrat und Kaliumphosphat.

Zusätzlich sollten für optimales Pflanzenwachstum mit Hilfe eines handelsüblichen Pflanzendüngers Eisen sowie Spurenelemente zugegeben werden. Hierbei ist eine Dosis zu wählen, die ca. der Hälfte bis einem Viertel der Packungsbeschreibung entspricht; mehr ist Verschwendung. Auch eine CO2-Anlage (z.B. Bio-CO2 mit Paffrath-Schale, leicht für jeden nachzubauen) und eine starke Beleuchtung (0,5 bis 1 Watt pro Liter) sind Vorraussetzung für gutes Pflanzenwachstum ohne Algen.

Die in Aquarien vorkommenden Organismen (vom Bakterium bis zum Fisch) verbrauchen die gelösten Stoffe, also ist auch beim Wasserpanschen ein regelmäßiger Wasserwechsel Pflicht. Dabei sollte allerdings vorher gemessen werden, wie viel von den eingebrachten Substanzen verbraucht wurde, damit die neu eingebrachte Menge an Chemikalien für ein gleich bleibendes Wassermilieu sorgen kann.

Als Beispiel wird hier ein 100 l – Becken herangezogen. In diesem Becken soll eine gH von 6 °dH und ein Nitratwert von 10 mg/l herrschen. Nach einer Woche verändert sich die gH auf 4 °dH und der Nitratwert auf 5 mg/l. Es sollen 30% des Wassers gewechselt werden, also ca. 33 Liter. Osmosewasser soll zum Wasserwechsel benutzt werden.

Um konstante Werte zu gewährleisten ergibt sich dadurch:
33 Liter (Neuwasser) mit 6 °dH Gesamthärte und 10 mg/l Nitrat sowie
66 Liter (Altwasser) mit 2 °dH Gesamthärte und 5 mg/l Nitrat.

Berechnung der nötigen Gesamthärte, die ins Wechselwasser (33 Liter) eingebracht werden muss:
33 x 6° + 66 x 2°, also 198° + 132° = 330°. 330 ° / 33 l = 10 ° dH.
Das Wechselwasser muss also auf 10 °dH aufgehärtet werden, damit im Aquariumwasser wieder überall 6 °dH herrscht.

Berechnung des Nitratgehaltes:
33 x 10 mg + 66 x 5 mg, also 330 + 330 = 660 mg. 660 mg / 33 l = 20 mg/l NO3–.
Das Wechselwasser muss also auf 20 mg/l Nitrat gebracht werden, damit im Aquariumwasser wieder überall 10 mg/l herrscht.

Die benötigten Stoffmengen und Stoffzusammensetzungen für diese Wasserwerte beim Wasserwechsel ergeben sich wie vorher aus den bereits oben vorgestellten Berechnungsschritten. Verdunstet hingegen Wasser im Aquarium, kann einfach destilliertes Wasser nachgefüllt werden, die gelösten Substanzen verbleiben nämlich im Restwasser – der Kalkrand lässt grüßen.

So lässt sich ein für Pflanzen und Tiere optimales Wasser schaffen und aufrecht erhalten.

Viel Spaß beim Wasserpanschen!

Substratgeruch fördert Fischaktivität

Fische können gut riechen. Diese Fähigkeit kann man sich beim Aufbau von minimalistischen Laborexperimenten zugute machen. Eine aktuelle Studie von mir, die in Aquatic Biology publiziert wurde, zeigt, dass Substrat Stoffe an das Wasser abgibt, die von Fischen erkannt werden können. Für dieses Experiment wurden Smaragdprachtbuntbarsche (Pelvicachromis taeniatus) benutzt. Wasser wurde mit Substrat behandelt und ohne dieses in minimalistisch eingerichteten Aquarien verwendet. Anschließend wurde die zurückgelegte Distanz der Fische in diesem Wasser über einen Zeitraum von zwei Stunden ermittelt. Es stellte sich heraus, dass die Fische in dem mit Substrat behandelten Wasser deutlich aktiver waren als in Leitungswasser. Auch haben Männchen dieses Buntbarsches im mit Substrat behandelten ihre Aktivität über die Zeit gesteigert, während Männchen im Leitungswasser und Weibchen dies nicht machten. Das Substrat hat keine Wasserparameter verändert und es wird daher angenommen, dass der Geruch alleine diese Antwort hervorruft.

Die vorläufig publizierte Zusammenfassung dieser Publikation könnt ihr hier abrufen. An gleicher Stelle könnt ihr später auch die fertige Publikation erwerben, in dieser werdet ihr weitaus mehr Details zur Thematik und zum Versuch sowie aussagekräftige Grafiken vorfinden.

Diese Erkenntnisse sind meines Erachtens nach nicht nur für die Wissenschaft wichtig, sondern auch für den Aquarianer. Oft werden Becken ohne Einrichtung verwendet, um die Fische in Quarantäne zu halten oder um sie ablaichen zu lassen. Der Einsatz von solchen Becken bedeutet für die Fische oft Stress, kann aber manchmal nicht vermieden werden. Jedoch könnte man durch den Einsatz der oben beschriebenen Methode das Wohlgefühl der so gehaltenen Fische fördern. Eventuell lässt sich dadurch der stressbedingte Ausbruch von Krankheiten verhindern oder der Fortpflanzungserfolg fördern. Probiert es einfach mal aus – schaden kann es den Fischen nicht. Und wenn ihr dadurch Erfolge verzeichnen könnt – bitte meldet euch, ich freue mich über Zuschriften.

Viel Spass und Erfolg beim Ausprobieren!

Unbezahlte Leibwächter

Es gibt viele verschiedene parasitisch lebende Tiere.

Als Schmarotzer leben sie auf Wirten, um ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen. Doch auch Parasiten können selber von anderen Parasiten als Wirt benutzt werden, solche Tiere bezeichnet man als Hyperparasiten.
Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass Parasiten ihre Wirte als unbezahlte Leibwächter missbrauchen können, um Hyperparasiten abzuwehren. So handhaben es parasitische Wespen der Gattung Microplitis laut einem Bericht von Jeffrey A. Harvey und Kollegen in „Animal Behaviour“. Diese Wespen legen Eier auf lebende Raupen ab. Aus diesen Eiern schlüpfen Larven, die einen Teil der Raupe auffressen. Allerdings wird nur so viel gefressen, dass die Raupe gerade noch überlebt. Anschließend verpuppt sich die Wespenlarve und heftet ihren Kokon an das leblose Hinterteil der Raupe an. Diese Strategie ist für das Überleben der jungen Wespe ganz wichtig. Denn dadurch, dass die Raupe am Leben gelassen wird, fungiert diese als zuverlässiger Leibwächter und wehrt Hyperparasiten ab. So wird auch verhindert, dass die hyperparasitische Wespe Gelis agilis an den Kokon kommt und auf diesem ein Ei hinterlässt. In den Experimenten attackierten parasitierte Raupen diese Wespen und vertrieben sie erfolgreich. So wird das Überleben des an ihnen befestigten Parasitenkokons gesichert.

Wie der Parasit die Raupe jedoch dazu bringt, bleibt jedoch noch offen. Unbezahlte Leibwächter sind nämlich bei Menschen und Tieren gleichermaßen selten.


Foto: © dpi.qld.gov.au

Ameisenlarven und ihre Nahrung – wie nehmen sie feste Nahrung auf?

Heute möchte ich euch einen Sachverhalt aus der Myrmekologie vorstellen, der selbst vielen an Ameisen interessierten Personen grösstenteils unbekannt sein sollte.

Ameisenlarven werden generell sowohl mit flüssiger als auch fester Nahrung gefüttert. Wie bei Cassill & Tschinkel 1995 beschrieben, stellte sich bei der Feuerameise Solenopsis invicta heraus, dass die Larven nach ganz bestimmten Mustern mit Nahrung versorgt werden. Die Arbeiterinnen patroullieren im Nest zwischen allen Larven, so dass jede innerhalb weniger Sekunden befühlert wird. Diese Befühlerung dient dazu, den Hungerstatus der Larve festzustellen. Neben den Antennen können hierbei auch die Maxillenpalpen oder die Glossae (i.e. Zunge) involviert sein. Nachdem der Hungerstatus festgestellt wurde, wird die Larve im Rahmen einer binären Antwort (Füttern oder nicht füttern) in Abhängigkeit von ihrer Körpergröße mit Nahrung versorgt. Weder die Position der Larve auf einem Ballen noch die Größe oder der Hungerstatus benachbarter Larven beeinflussten die Fütterungsrate. Aus dem Grund ist anzunehmen, dass jede Larve individuell versorgt wird. Interessanterweise ist in der Erforschung des Fressverhaltens von Ameisenlarven flüssige Nahrung im Schwerpunkt, die Allokation fester Nahrung hat deutlich weniger Aufmerksamkeit erregt. Obwohl Ameisen sehr oft Insekten eintragen und diese einen Hauptbestandteil ihrer Nahrung darstellen, ist die Quantität der Verfütterung dieser an die Larven selten (1-4% der Nahrung).

Dieser Sachverhalt wurde von Cassill et al. 2005 näher untersucht. Die Forscher benutzten die Ameise Pheidole spadonia als Modellorganismus. Es stellte sich heraus, dass die Larven keine feste Nahrung direkt aufnehmen. Zwar legten die Arbeiterinnen zerteilte Brocken von Fruchtfliegen auf den Futterkorb (i.e. der vordere Teil des Bauches) von Larven. Diese bissen Löcher in die Futterbrocken, um ihren Verdauungssaft in diese zu injizieren, ähnlich wie bei Spinnen. Anschließend führen diese Verdauungssäfte eine Verflüssigung der Insektenpartikel herbei. Nachdem die Arbeiterinnen nun diesen Saft aufnehmen, verfüttern sie diesen kurz danach wieder an die Larve. Im Endeffekt bedeutet das, dass die Arbeiterinnen und Larven eine Arbeitsteilung bei der Verdauung von Futtertieren eingehen.
Inwiefern dieser Zusammenhang übertragbar auf andere Ameisenarten ist, bleibt offen. Jedoch erscheint es wahrscheinlich, dass der Verflüssigungsprozess auch dort durchgeführt wird, betrachtet man doch den im Bauch von Larven den immer gleichmässig runden-elliptischen Darminhalt. Würden die Larven feste Brocken aufnehmen, müsste man auch einen unregelmässig geformten Darm wahrnehmen können.

Ponerinen sind Ameisen, die sich vorwiegend zoophag ernähren. Hierbei werden die Larven oft direkt an das erlegte Futtertier angesetzt und diese ernähren sich selbstständig. Die Larven dieser Ameisen sind dazu auch in der Lage, da ihre Körperbewegung viel stärker ausgeprägt ist. Da man oft beobachten kann, dass die Larven auf dem Futtertier verbleiben bis sie gesättigt sind, ist anzunehmen, dass sie die verflüssigte Nahrung anschließend selbstständig aufnehmen können. Um diesen Sachverhalt zu klären, sind jedoch noch weitere Studien notwendig.

In den folgenden Videoaufnahmen wird gezeigt, wie Larven von der afrikanischen Schnappkieferameise Odontomachus assiniensis und der europäischen Ameise Myrmica rubra sich mit Nahrung versorgen bzw. versorgt werden.

Die Präferenz männlicher Smaragdprachtbuntbarsche führt die Evolution größerer weiblicher Bauchflossen herbei

Nachdem nun einige Zeit vergangen ist, möchte ich euch nochmals eine aktuelle Veröffentlichung vorstellen, bei deren Experimenten ich mitgewirkt habe.

Diese Publikation wurde bei BMC Evolutionary Biology, einem Open-Access-Verlag veröffentlicht. Ihr Titel ist „Male mate choice scales female ornament allometry in a cichlid fish” und sie ist hier abrufbar.

Bei dem Smaragdprachtbuntbarsch Pelvicachromis taeniatus hat sich herausgestellt, dass die weibliche Bauchflosse ein Ornament (i.e. ein sexuell selektiertes Merkmal) ist, dessen Evolution durch männliche Partnerwahl forciert wird. In mittels Computeranimationen durchgeführten Partnerwahlversuchen zeigte sich, dass Weibchen mit größeren Bauchflossen von den Männchen signifikant bevorzugt werden. Darüber hinaus konnte durch Röntgenbilder festgestellt werden, dass der Hauptstrahl der weiblichen Bauchflosse isometrisch mit der Körpergröße skaliert und daher vermutlich ein sexuell selektiertes Merkmal ist. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die Präferenz der Männchen für die – ebenfalls wie die Bauchfläche – lila gefärbten Bauchflossen dazu geführt hat, dass junge Weibchen früh große Flossen entwickeln. Es bleibt unklar, inwiefern eine große Bauchflosse weibliche Fitness widerspiegelt oder nur ein Merkmal ist, um männliche Präferenz auszunutzen. Ein solcher Zusammenhang ist nicht selten und findet sich oft bei Tieren, jedoch selten bei Weibchen. Viel öfter führen weibliche Präferenzen dazu, dass Ornamente bei Männchen immer größer und größer werden, und zwar über das Niveau hinaus, welches männliche Fitness optimal werden lässt. Dieser Vorgang kann nur erfolgen, wenn die Präferenz für das Ornament zusammen mit der Ornamentexpression genetisch vererbt wird, also wenn die Evolution nach den Prinzipien von Fisher erfolgt. In diesem Fall wird dieser Vorgang in der Evolutionsbiologie als „Runaway sexual selection“ bezeichnet. Allerdings kann auch das „Good Genes“ Modell nach Zahavi diesen Prozess erklären, indem das „übertriebene“ Merkmal als Handicap gesehen wird, welches nur dann überwunden werden kann, wenn das Tier ansonsten über gute Fitness verfügt. Beispielsweise wird ein schwacher Pfau mit 50 cm langen Schwanzfedern einem Prädator schlechter entfliehen können als ein starker Pfau mit genauso langen Federn. Nur letzterer kann sich erfolgreich fortpflanzen.

Interessanterweise stellte sich heraus, dass auch das Wachstum der Schwanzflosse isometrisch mit Körpergröße zusammenhängt. Jedoch kann es hier sein, dass sich dieses Merkmal aufgrund von Prädationsgefahr entwickelt hat – Fische mit größeren Flossen schwimmen schneller und können daher besser fliehen. Womöglich ist sogar eine isometrische Vergrößerung der Schwanzflosse notwendig, um den wachsenden Körper ausreichend für andere Zwecke fortbewegen zu können – sei es zum Nahrungserwerb, zur intrasexuellen Aggression oder zur Balz, jedoch sind diese Möglichkeiten schwer zu prüfen.

Diese Thematik bietet noch sehr viele unerforschte Fragestellungen, auch in der Partnerwahl des Menschen. Es ist unklar, inwiefern menschliche Präferenzen für bestimmte Partnertypen genetisch zusammen mit dem Aussehen dieses Partnertyps vererbt werden oder inwiefern bestimmtes, für Partner attraktives Aussehen ein Handicap darstellt.

Auch hierbei wünsche ich viel Spass während der Lektüre!