Krebstiere, eine vielfältige Gruppe von Lebewesen, zu denen Hummer, Krabben, Garnelen und Krebse gehören, faszinieren Wissenschaftler und Köche gleichermaßen. Ein besonders interessanter Aspekt dieser Tiere ist ihr Nervensystem, insbesondere die Frage, ob sie ein Gehirn im herkömmlichen Sinne besitzen. Dieser Artikel beleuchtet den Aufbau des Nervensystems von Krebstieren und geht auf die Besonderheiten ihrer neuronalen Strukturen ein.
Krebstiere: Vielfalt und Merkmale
Krebstiere (Crustacea) sind Wirbellose, die sich durch eine bemerkenswerte Vielfalt auszeichnen. Es gibt etwa 32.000 verschiedene Krebstierarten, von denen über 1.000 in Deutschland vorkommen. Sie leben im Meer, im Süßwasser und sogar an Land. Zu den bekanntesten Gruppen gehören Asseln, Flohkrebse, Hüpferlinge und Zehnfußkrebse wie Garnelen, Krabben und Flusskrebse.
Trotz ihrer Vielfalt weisen Krebstiere gemeinsame Merkmale auf. Ihr Körper ist in drei Abschnitte gegliedert: Kopf, Brust und Hinterleib. Kopf und Brust sind oft zu einem Kopfbruststück verwachsen. Typisch sind auch zwei Antennenpaare und ein ungleichmäßig gegliederter Körper. Viele Krebstiere besitzen einen Panzer aus Kalk und Chitin, der als schützendes Außenskelett dient. Da dieser Panzer nicht mitwachsen kann, müssen sich die Tiere regelmäßig häuten.
Das Nervensystem der Krebstiere: Strickleiter statt Gehirn
Im Gegensatz zu Wirbeltieren besitzen Krebstiere kein zentralisiertes Gehirn, wie wir es kennen. Stattdessen verfügen sie über ein sogenanntes Strickleiternervensystem. Dieses System besteht aus paarweise angeordneten Nervenknoten, den Ganglien, die in jedem Körpersegment vorhanden sind. Das größte Ganglion, das Oberschlundganglion, befindet sich im Kopfbereich und dient als zentrales Nervensystem. Es ist durch zwei Nervenstränge mit dem Unterschlundganglion verbunden.
Das Strickleiternervensystem leitet Informationen direkt an die ausführenden Stellen weiter. Diese Struktur ermöglicht schnelle Reaktionen auf Umweltreize, ohne dass die Informationen zuerst ein zentrales Gehirn passieren müssen.
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Sinnesorgane und ihre Verbindung zum Nervensystem
Krebstiere besitzen verschiedene Sinnesorgane, die ihnen helfen, sich in ihrer Umgebung zu orientieren und Nahrung zu finden. Dazu gehören:
- Fühler (Antennen): Mit den Fühlern können Krebstiere ihre Umgebung abtasten und Gerüche und Geschmäcker wahrnehmen. An den Antennen befinden sich Tasthaare sowie Geruchs- und Geschmackssinneszellen.
- Augen: Die meisten Krebstiere haben Stielaugen, die unabhängig voneinander bewegt werden können. Es handelt sich um Facettenaugen (Komplexaugen), die einen guten Rundumblick ermöglichen.
- Weitere Sinnesorgane: Einige Krebstiere besitzen spezielle Sinnesorgane zur Wahrnehmung von Licht, Temperatur oder Schallwellen.
Die Informationen, die von diesen Sinnesorganen aufgenommen werden, gelangen über Nervenstränge zum Gehirn und zum Strickleiternervensystem, das den ganzen Körper durchzieht.
Forschung am Nervensystem von Krebstieren
Das Nervensystem von Krebstieren ist Gegenstand intensiver Forschung. Wissenschaftler nutzen Krebstiere als Modellorganismen, um grundlegende Fragen der Neurobiologie zu untersuchen. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Stomatogastrischen Ganglion (STG), einem Teil des Nervensystems, der die Magenbewegungen steuert.
Das Stomatogastrische Ganglion (STG)
Das STG ist ein kleines Netzwerk von nur 30 Neuronen, das die Magenbewegungen von Krebstieren steuert. Trotz seiner geringen Größe ist das STG in der Lage, komplexe und flexible Bewegungsmuster zu erzeugen. Wissenschaftler untersuchen die neuromodulatorischen Substanzen (Peptide), die die Neuronen im STG stimulieren und dadurch spezifische Bewegungsmuster der Magenmuskulatur auslösen.
Die Forschung am STG hat wichtige Erkenntnisse über die Funktionsweise neuronaler Netzwerke geliefert. Sie zeigt, wie komplexe Verhaltensweisen durch die Interaktion weniger Neuronen gesteuert werden können.
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Erkenntnisse aus der Forschung an Krebstieren
Die Forschung an Krebstieren hat wichtige Beiträge zum Verständnis des Nervensystems geleistet. Einige Beispiele sind:
- Grundlegende Mechanismen des Lernens: Die Untersuchung der Meeresschnecke Aplysia hat grundlegende molekulare Mechanismen des Lernens aufgezeigt, die auch bei Säugetieren ablaufen.
- Komplexität kleiner Netzwerke: Die Untersuchung des Verdauungssystems von Krebsen hat gezeigt, wie komplex schon winzige Netzwerke agieren können.
- Anpassung an ökologische Nischen: Die Neuroethologie untersucht, wie sich das Nervensystem von Tieren an ihre spezifischen Lebensräume und Bedürfnisse anpasst.
Diese Erkenntnisse sind nicht nur für das Verständnis der Biologie von Krebstieren von Bedeutung, sondern auch für die Erforschung des menschlichen Gehirns und die Entwicklung neuer Therapien für neurologische Erkrankungen.
Ethische Aspekte: Schmerzempfinden und Betäubung
Die Frage, ob Krebstiere Schmerzen empfinden können, ist Gegenstand ethischer Diskussionen. Da ihr Nervensystem anders aufgebaut ist als das von Wirbeltieren, ist es schwierig, Schmerzempfinden objektiv zu beurteilen. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass Krebstiere in der Lage sind, auf schädliche Reize zu reagieren und Schutzmechanismen zu entwickeln.
In der Schweiz ist es seit kurzem verboten, Hummer ohne Betäubung in kochendes Wasser zu werfen. Wissenschaftler haben verschiedene Betäubungsverfahren untersucht, darunter das Kühlen mit Eis, die Anwendung von Magnesiumchlorid und die Begasung mit Kohlendioxid (CO2). Die Ergebnisse zeigen, dass das Kühlen mit Eis die Tiere nur langsam betäubt, während CO2 ein schnelles Betäubungsverfahren darstellt.
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