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Teufelsrochen anhand ihrer Kiemen identifizierbar

27.09.2013
Forschungsergebnisse helfen Meerestiere besser zu schützen

Forschungsergebnisse helfen Meerestiere besser zu schützen


Computertomographie-Aufnahme eines isolierten Kiemenbogens, auf dem die plattenartigen Filter (rot eingefärbt) aufliegen.
Grafik/Copyright: Kleinteich

Getrocknete Rochenkiemen gelten neuerdings in der asiatischen Volksmedizin als wirksames Mittel gegen vielerlei Beschwerden. Da lediglich die Kiemen zum Verkauf angeboten werden, konnte bisher nicht bestimmt werden, welche Rochen-Arten genau vom Trend auf den Märkten Asiens betroffen sind und für welche Arten Schutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Forschende der Universität von Washington (UW), USA, und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben nun erstmals genug Unterschiede bei den Kiemen von Mantarochen und acht weiteren Teufelsrochen-Arten entdeckt, um sie anhand dieser Organe identifizieren zu können.

Die Studie wurde kürzlich als Titelgeschichte in der Fachzeitschrift Journal of Morphology veröffentlicht.

Im Unterschied zu jagenden Rochenarten, die ihre Beute mit ihren Mäulern angreifen und zerquetschen, fressen Teufelsrochen Plankton, Larven und Fischeier, die sie über ihre Kiemen aus dem Wasser sieben. Ihren furchteinflößenden Namen haben Teufelsrochen wegen ihrer Kopfflossen, die wie Hörner aussehen. Für den Menschen sind sie aber ungefährlich. Auch von den riesigen Mantas, die eine Spannweite von sieben Metern und ein Gewicht von zweieinhalb Tonnen erreichen können, geht kaum Gefahr aus.

„Weder in der Vergangenheit noch in der traditionellen Medizin wurden die Kiemen verwendet und es gibt keinen wissenschaftlichen Beleg dafür, dass die getrockneten Kiemen beispielsweise dazu beitragen, Giftstoffe aus der Leber zu filtern. Dennoch werden tausende dieser Rochenkiemen auf den Märkten angeboten, insbesondere in Indonesien“, sagt Dr. Misty Paig-Tran, Wissenschaftlerin an der UW und Erstautorin der Studie, die die Filtersysteme der Fische im Detail beschreibt.

Schon länger wollen Tierschutzorganisationen Rochen unter das Washingtoner Artenschutzübereinkommen stellen. Sie waren aber bisher nicht in der Lage zu sagen, welche Arten genau diesen Schutz benötigen. „Man könnte unsere Studie jetzt mit auf einen Markt nehmen und damit die Spezies identifizieren, von der die Kiemen stammen. So bekäme man eine Vorstellung davon, in welcher Größenordnung jede einzelne Spezies gejagt wird“, so Paig-Tran weiter.

Um die charakteristischen Merkmale der Kiemen unterschiedlicher Rochenarten zu definieren, untersuchten die Forschenden Exponate aus Museen und schwammen mit den Tieren, um anschließend Filmaufnahmen von der Nahrungsaufnahme der Rochen auszuwerten. Der Kieler Biologe Dr. Thomas Kleinteich aus dem Bereich Spezielle Zoologie erstellte anschließend dreidimensionale Computermodelle aus Computertomographieaufnahmen, um die Kiemenstrukturen zu beschreiben.

Es gibt zehn Kiemenbögen, fünf auf jeder Seite des Mauls. Jeder Kiemenbogen trägt Gewebeplatten zur Filtration von Nahrungspartikeln und zur Atmung. „Teufelsrochen filtern damit etwa 15 Liter Meerwasser in der Sekunde, um atmen und fressen zu können“, schätzt Kleinteich. Zusammen mit Paig-Tran und Professor Dr. Adam Summers von der Universität von Washington, konnte er zeigen, dass die Form der Kiemenbögen die Fische als filtrierende Arten ausweist. „Das Filtergewebe, das aussieht wie verschiedene Farnblätter, macht es möglich, die Tiere innerhalb dieser Gruppe zu unterscheiden“, sagt Kleinteich. Drei Rochenarten haben derartige Filtersysteme, die mit Flimmerhärchen bedeckt sind, um Nahrung zu fangen, die restlichen Arten haben diese nicht. Unter dem Mikroskop erkennt man auch zahnartige Spitzen auf vielen Filtern, an denen harte Partikel abprallen sollen.

Mantas und Teufelsrochen leben in tropischen und subtropischen Ozeangewässern, wo sie in planktonreichen Gebieten gesichtet werden. Was genau sie fressen, ist aber weitgehend unbekannt. Die neuen Erkenntnisse der Forschenden über die Biologie der Rochenfiltersysteme könnten jetzt weitere Hinweise über ihre Nahrungsquellen geben.

„Überraschend für uns war, dass die Rochen zur Querstromfiltration fähig sind“, sagt Kleinteich. Dieser Filterungsprozess ähnele der Herstellung von Wein, Fruchtsäften oder Medikamenten und unterscheide sich von Filtermethoden, die bei anderen Fischen bekannt sind. Neben der Bedeutung also, die die Rochenstudie für den Erhalt der Tierart an sich haben kann, könnten dank der wissenschaftlichen Ergebnisse womöglich auch bessere industrielle Filter entwickelt werden. Gefördert wurde die Studie von der National Science Foundation der USA und von National Geographic.

Originalpublikation:
The filter pads and filtration mechanisms of the devil rays: Variation at macro and microscopic scales; E.W. Misty Paig-Tran, Thomas Kleinteich und Adam P. Summers; Journal of Morphology 274: 1026–1043. doi: 10.1002/jmor.20160

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmor.20160/abstract

Bilder stehen zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2013/2013-270-1.jpg
Bildunterschrift: Computertomographie-Aufnahme eines isolierten Kiemenbogens, auf dem die plattenartigen Filter (rot eingefärbt) aufliegen.

Grafik/Copyright: Kleinteich

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2013/2013-270-2.jpg
Bildunterschrift: Computertomographie-Aufnahme eines Skeletts eines Teufelsrochens von schräg oben gesehen. Die Kiemenbögen sind blau und die Filterstrukturen sind rot dargestellt.

Grafik/Copyright: Kleinteich

Weitere Bilder unter:
www.flickr.com/photos/uwnews/sets/72157635627590933
Kontakt:
Dr. Thomas Kleinteich
Telefon: 0431 880-4509
E-Mail: tkleinteich@zoologie.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

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