Die faszinierende Welt der Fangschreckenkrebse: Gehirn, Panzer und außergewöhnliche Fähigkeiten

Von Tiefseewürmern von unglaublicher Länge bis zu Antilopen aus der Eiszeit - unser Planet beherbergt eine erstaunliche Vielfalt an Lebewesen. Dieser Artikel widmet sich einem besonders faszinierenden Tier: dem Fangschreckenkrebs.

Vielfalt der Lebewesen

Die Erde ist Heimat einer unglaublichen Vielfalt an Lebewesen, von denen jedes seine eigene Geschichte und bizarre Anpassungen aufweist. Dazu gehören Mäuse mit Elefantengenen, Krabben mit riesigen Scheren und Nagetiere, die auf wundersame Weise "wieder auferstehen" können. Diese Arten, verborgen in den Tiefen der Ozeane oder als fossile Überreste vergangener Zeiten, zeigen die erstaunliche Vielfalt des Lebens auf der Erde und laden dazu ein, unseren Planeten mit neuen Augen zu sehen.

Ungewöhnliche Tiere der Welt

Zu den ungewöhnlichsten Tieren der Welt gehören:

• Uakaris: Diese seltenen Primaten aus Südamerika zeichnen sich durch ihr leuchtend rotes Gesicht aus, dessen Farbe sich je nach Stimmung und Gesundheitszustand des Tieres verändert.
• Rosa Flussdelfine: Diese geheimnisvollen Tiere Südamerikas erhalten ihre rosafarbene Haut durch Narben, die während der Paarungszeit entstehen.
• Siphonophore: Diese kolonialen Lebewesen bestehen aus Hunderten von Individuen, die miteinander verschmolzen sind und zusammen wie ein riesiger Wurm oder eine Schlange wirken.
• Sternmulle: Die Nase dieser kleinen Tiere ist von 22 fleischigen Tentakeln umgeben, die zusammen wie ein lebendiger Stern aussehen und als extrem empfindliches Tastorgan dienen.
• Röhrenaugenfische: Diese Tiefseebewohner sind für ihre auffälligen Augen bekannt, die wie zwei grüne, nach oben gerichtete Zylinder aussehen.
• Dugongs: Diese Meeresriesen sind die einzigen vollständig im Meer lebenden pflanzenfressenden Säugetiere der Welt.
• Gerenuks: Diese schlanken Antilopen ähneln Gazellen, zeichnen sich aber durch ihren langen Hals und die Fähigkeit aus, auf den Hinterbeinen zu stehen.
• Japanische Riesenspinnen: Diese Krabbenart ist die größte der Welt und kann eine Spannweite von fast 4 Metern erreichen.
• Okapis: Diese seltenen Bewohner der tropischen Regenwälder vereinen Merkmale von Giraffe und Zebra.
• Spanische Tänzerinnen: Diese großen Meeresschnecken erinnern mit ihren sanften, fließenden Bewegungen an einen Flamenco-Tanz.
• Nano-Chamäleons: Diese winzigen Reptilien sind die kleinsten bekannten Chamäleons und gehören zu den kleinsten Wirbeltieren der Welt.

Fangschreckenkrebse: Vorbildliche Unterwasserkämpfer

Mantis-Shrimps, auch bekannt als Fangschreckenkrebse, sind perfekt angepasste Jäger. Mit ihren knüppelartigen Gliedmaßen schlagen sie mit der Geschwindigkeit einer Gewehrkugel zu und knacken so die Panzer von Muscheln, Krebsen oder anderen Beutetieren. Bei Kämpfen mit Rivalen kann dies auch für die Shrimps selbst gefährlich werden. Deshalb haben die Tiere einen Schutz entwickelt - das Telson.

Das Telson: Ein Schutzschild

Das Telson ist eine schildartige Struktur am Hinterteil der Fangschreckenkrebse, die Schläge abfängt und dadurch lebenswichtige Organe schützt. Wissenschaftler haben die Zusammensetzung dieser Schilde näher untersucht und festgestellt, dass sie besonders widerstandsfähig sind.

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Aufbau und Funktion des Telsons

Die Forscher testeten die Zusammensetzung der Schilde, simulierten die Effekte der einzelnen Strukturen in einem Computermodell und steckten die Telsons und nachgebaute 3-D-Modelle in eine Presse. Der Schild von Odontodactylus scyllarus schnitt dabei besonders gut ab. Er war deutlich härter als das Telson der verwandten Art Lysiosquillina maculata.

Das unterschiedliche Design ergibt auch biologisch Sinn: Die eher friedlichen Speerer (Lysiosquillina maculata) haben ein elastischeres Telson, die aggressiven Schmetterer (Odontodactylus scyllarus) dagegen einen Panzer, der durch seine Furchen und inneren wendelförmigen Strukturen besonders widerstandsfähig ist.

Inspiration für neue Materialien

Diesen Aufbau wollen die Forscher nutzen, um stabile und gleichzeitig leichte Strukturen zu entwickeln, die beispielsweise in Autos oder beim Transport zerbrechlicher Gegenstände eingesetzt werden könnten. Die Daten darüber, wie sich Risse im Telson ausbreiten, helfen bereits dabei, einen bruchfesten und 3-D-druckbaren Baustoff zu entwickeln.

Dämpfende Hülle aus Nanoteilchen

Der berüchtigtste Schlägertyp der Weltmeere, der Fangschreckenkrebs, nutzt eine dämpfende Hülle aus Nanoteilchen, um seine Scheren vor der Wucht seiner Schläge zu schützen. Das Tier lässt seine hammerartigen Scheren mit Geschwindigkeiten von bis zu 50 Stundenkilometern auf seine Beute niedersausen, um Schale und Panzer zu zerschmettern.

Seine eigene Hülle übersteht das unter anderem dank eines ausgeklügelten Kompositmaterials. Dessen Konstruktion mache das Material stärker dämpfend als nahezu alle technischen Materialien mit ähnlicher Festigkeit, berichtet ein Team um David Kisailus von der University of California in Riverside.

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Wie das Team in »Nature Materials« schreibt, enthält diese äußerste Schicht der »Schlaghand« dicht gepackte Kompositkugeln des sehr harten Minerals Hydroxylapatit, aus dem auch Zähne bestehen, zusammen mit dem Biomaterial Chitin. Entscheidend allerdings sei die innere Struktur der Kugeln, berichtet das Team.

Diese etwa 65 Nanometer großen Teilchen enthalten unzählige nanometergroße Sollbruchstellen. Die Strukturen der Mineralkörnchen, die etwa 88 Prozent des Volumens der Dämpfungsschicht ausmachen, sind leicht gegeneinander verdreht, so dass diese Korngrenzen mechanisch schwach sind.

Wenn der Fangschreckenkrebs mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 Stundenkilometern auf sein Opfer einschlägt, brechen die Mineralkörnchen in den Kugeln an ihren Grenzen auseinander. Da die Körnchen in eine flexible Matrix aus Biopolymer eingebettet sind, können sich die Risse nicht verlängern und bleiben extrem kurz.

Doch das Entstehen neuer Oberflächen in diesen Rissen erfordert viel Energie, so dass ein erheblicher Teil der Wucht des Schlags in die Bildung der Nanorisse fließt.

Augen und Farbwahrnehmung der Fangschreckenkrebse

Vor knapp zehn Jahren geisterte die Meldung durch die Presse, die Fangschreckenkrebse würden viel besser Farben sehen als wir. Man hatte nämlich 12 verschiedene Typen von Farbrezeptoren mit Farbstoffen für verschiedene Wellenlängen bei ihnen entdeckt. Wir haben dagegen nur die drei Farbstoffe Blau, Rot und Grün in den Zapfen des Auges.

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Aber wir errechnen uns spektrale Informationen aus den drei Farbrezeptoren und sehen ja auch weiß und lila, ohne dass wir Farbrezeptoren dafür haben. Das erfordert Rechenarbeit für unser Gehirn. Und siehe da, es stellte sich bald heraus, die Fangschreckenkrebse sehen Farben sogar sehr ungenau - sie könne kleine Farbunterschiede schlechter unterscheiden.

Dafür aber reagieren sie sehr schnell auf verhaltensrelevante Farbmuster. Mit ihren zwölf Farbstoffen erledigt das Auge eine Aufgabe, die bei uns das Gehirn erledigt. Die Krebse können sehr schnell entscheiden und sich zum Beispiel schnell davonmachen, wenn ein Feind auftaucht. Die Peripherie der Sinnesorgane ist schon auf die Biologie abgestimmt.

Weitere Besonderheiten der Fangschreckenkrebse

Neben ihren beeindruckenden Scheren und ihrer außergewöhnlichen Farbwahrnehmung besitzen Fangschreckenkrebse noch weitere bemerkenswerte Eigenschaften:

• Trinokulares Sehen: Jedes Auge des Fangschreckenkrebses ist dreigeteilt und ermöglicht so stereoskopisches Sehen mit nur einem Auge.
• Unabhängige Augenbewegung: Die Augen der Fangschreckenkrebse können sich in x-, y- und z-Achse um mehr als 200 Grad unabhängig voneinander drehen, was ihnen eine einzigartige dreidimensionale Wahrnehmung ihrer Umgebung ermöglicht.
• UV-Wahrnehmung: Fangschreckenkrebse besitzen mehrere Farbrezeptoren im UV-Bereich und können so Farbvariationen im UV-Bereich wahrnehmen, die vermutlich für die Balz wichtig sind.
• Wahrnehmung von polarisiertem Licht: Fangschreckenkrebse können zirkular polarisiertes Licht wahrnehmen und außerdem zeitgleich von linear polarisiertem Licht unterscheiden.

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