Die Familie der Kugelfische (Tetraodontidae), auch bekannt als Vierzähner, gehört zur Ordnung der Kugelfischverwandten (Tetraodontiformes). Mit fast 190 Arten weisen Kugelfische eine bemerkenswerte Vielfalt auf. Ihre Körperform weicht stark von der typischen Fischgestalt ab und zeichnet sich durch eine rundliche, gedrungene Gestalt mit einem markanten Kopf und ausgeprägten Augen aus.
Äußere Merkmale und Anpassungen
Kugelfische haben einen schnabelähnlichen Beißapparat, der aus zu Zahnleisten verwachsenen Zähnen besteht, wobei je zwei Zahnleisten oben und unten stehen. Dieser Apparat ermöglicht es ihnen, hartschalige Beute wie Krebstiere, Krabben, Seegurken, Shrimps, Schnecken oder Muscheln zu knacken. Der Antrieb erfolgt überwiegend durch die Brustflossen, während Rücken- und Afterflosse zur Unterstützung dienen. Schwanzstiel und Schwanzflosse dienen als Steuerruder, was den Kugelfisch zwar langsam, aber äußerst wendig macht. Er kann sowohl vorwärts als auch rückwärts schwimmen und auf- und absteigen.
Eine bemerkenswerte Anpassung ist die Fähigkeit, sich bei Gefahr aufzublasen. Durch das ruckweise Pressen von Wasser aus der Mundhöhle in eine bauchseitige Magenerweiterung vergrößern sie ihr Volumen erheblich und stellen ihre Stacheln auf, was Angreifer abschrecken soll.
Lebensraum und Verhalten
Kugelfische kommen weltweit in den Küstenregionen tropischer und warmer Meere vor, typischerweise über Korallenbänken oder Seegraswiesen, in einem Gürtel von etwa 47 Grad nördlicher bis 47 Grad südlicher Breite. Sie sind eher scheu und gehen Tauchern und Schnorchlern in der Regel aus dem Weg.
Das Nervengift Tetrodotoxin (TTX)
Viele Kugelfischarten sind für ihr starkes Gift, Tetrodotoxin (TTX), bekannt. Dieses Nervengift findet sich besonders in Haut, Leber und Eierstöcken, aber nicht im Muskelfleisch. TTX ist eines der stärksten bekannten, nicht proteinartigen Gifte, wobei die letale Dosis bei etwa 10 µg/kg Körpergewicht liegt. Es wirkt nur auf die Körpernerven, nicht auf das Gehirn, was bedeutet, dass die Opfer vollständig gelähmt sind, aber bei Bewusstsein bleiben. Sie sterben dann an Atemstillstand oder Herzstillstand.
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Es wird angenommen, dass Kugelfische TTX nicht selbst synthetisieren, sondern es von Bakterien aufnehmen, die sie durch die Nahrung erhalten. Um die Gefahr einer Vergiftung beim Verzehr von Fugu (Kugelfisch) zu vermeiden, wird die Art Takifugu rubripes in Gefangenschaft gezüchtet und mit speziellem Futter gefüttert, das keine TTX-haltigen Organismen enthält.
Das Gehirn der Kugelfische
Obwohl das Gehirn des Kugelfisches im Vergleich zu anderen Fischen nicht im Detail untersucht wurde, lassen sich einige allgemeine Aussagen treffen:
- Größe und Struktur: Wie beim Quastenflosser ist das Gehirn des Kugelfisches relativ klein im Verhältnis zur Körpergröße.
- Funktionsweise: Das Gehirn steuert alle lebensnotwendigen Funktionen des Fisches, wie Atmung, Bewegung, Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung. Es verarbeitet auch Sinnesinformationen und ermöglicht dem Fisch, auf seine Umwelt zu reagieren.
- Vergleich mit anderen Fischen: Es gibt nur wenige Informationen über die Gehirnanatomie des Kugelfisches.
Synapsengifte und ihre Wirkung
Synapsengifte sind Giftstoffe, die die Erregungsübertragung zwischen Nervenzellen stören. Sie können an verschiedenen Stellen der Synapse wirken und unterschiedliche Effekte haben:
- Präsynaptische Membran: Einige Gifte, wie das Gift der schwarzen Witwe (α-Latrotoxin), führen zu einem übermäßigen Einstrom von Calciumionen, was eine Dauererregung der nachfolgenden Nervenzelle verursacht. Andere Gifte, wie Botulinumtoxin (Botox), verhindern die Vesikelfusion und somit die Freisetzung von Neurotransmittern.
- Synaptischer Spalt: Insektizide wie E 605 hemmen die Aktivität von Enzymen, die Neurotransmitter abbauen, was zu einer verlängerten Wirkung der Neurotransmitter führt.
- Postsynaptische Membran: Gifte wie Curare blockieren die Rezeptoren für Neurotransmitter, wodurch die Ionenkanäle geschlossen bleiben und keine Signalweiterleitung stattfinden kann. Andere Gifte, wie Batrachotoxin, verhindern das Schließen der Natriumkanäle, was zu einem erhöhten Natriumeinstrom führt.
Kugelfische in Aquarien und Forschung
Einige Kugelfischarten können als Aquarienfische gehalten werden, sowohl im Süß- als auch im Meerwasseraquarium. Im Süßwasseraquarium können sie zur biologischen Bekämpfung von Schnecken eingesetzt werden. Die Art Takifugu rubripes wird in einigen biologischen Labors als Forschungsobjekt genutzt. Die Sequenzierung seines Genoms wurde 2002 abgeschlossen und ergab, dass es mit 365 Megabasen das kleinste bekannte Genom eines Wirbeltiers ist.
Kugelfische und ihre Namen
Kugelfische tragen verschiedene Bezeichnungen, die oft auf ihre Fähigkeit, sich aufzublasen, hinweisen. Im Englischen werden sie beispielsweise als "pufferfishes", "puffers", "balloonfishes" oder "globefishes" bezeichnet.
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Der Mondfisch: Ein Verwandter des Kugelfisches
Der Mondfisch (Mola mola) ist ein entfernter Verwandter des Kugelfisches und ebenfalls für einige Besonderheiten bekannt. Er ist der größte Knochenfisch der Welt und hat ein extrem kleines Gehirn im Verhältnis zu seiner Körpergröße. Mondfische ernähren sich hauptsächlich von Quallen und verwechseln diese oft mit Plastiktüten, was zu einem Problem für ihren Erhalt geworden ist.
Nutzung von Tetrodotoxin in der Medizin
Interessanterweise haben Wissenschaftler aus dem eigentlich tödlichen Kugelfisch-Gift Tetrodotoxin ein Schmerzmittel hergestellt und an Ratten bereits erfolgreich erprobt. Durch die langsame Freisetzung von TTX in winzigen Dosen im Körper konnte eine schmerzlindernde Wirkung erzielt werden, ohne die tödlichen Lähmungen zu verursachen.
Gefahren und Schutzmaßnahmen
Trotz der Vergiftungsgefahr werden Kugelfische in einigen Ländern, wie Japan, als Delikatesse geschätzt. Die Zubereitung erfordert jedoch eine spezielle Ausbildung und Lizenz, um die giftigen Teile des Fisches sicher zu entfernen.
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