Woher kommt die Festigkeit bei einigen Seestern-Skeletten?

Seesterne sind weltberühmte Tiere, aber nicht viele Menschen wissen, wie unglaublich sie wirklich sind. Wusstest du, dass sie Augen an den Spitzen ihrer Arme haben und dass es einen Seestern gibt, der ein Skelett mit einer diamantartigen Struktur hat?

Genau über Letzteres wollen wir in diesem Artikel sprechen. Es handelt sich um eine neue Entdeckung, die ein Wissenschaftlerteam staunend zurückließ, weil sie unter dem Mikroskop wie eine künstlich hergestellte Struktur aussah. Lies weiter, denn wir werden uns diese unglaubliche Entdeckung in den folgenden Absätzen einmal genauer ansehen.

Merkmale eines Seesterns

Was man gemeinhin als „Seestern“ bezeichnet, gehört zur Klasse der Asteroidea und zum Tierstamm der Stachelhäuter. Diese Tiere zeichnen sich durch eine fünfseitige Symmetrie, einen abgeflachten Körper und fünf oder mehr Arme aus. Es gibt etwa 1500 bekannte Arten von Seesternen.

Seesterne können verlorene Gliedmaßen regenerieren. Aus diesen abgetrennten Gliedmaßen entsteht ein vollständiges neues Individuum.

Seesterne leben in allen Ozeanen der Welt und bewohnen je nach Art sowohl Lebensräume wie den Gewässergrund (Benthos) als auch Abgründe von mehr als 6000 Metern. Im Allgemeinen ernähren sie sich opportunistisch, aber es gibt auch einige Ausnahmen, die sich durch Filtration oder sogar durch Raub ernähren, wie der Dornenkronenseestern oder Acanthaster planci.

Diese Tiere haben kein Blut. Statt eines Kreislaufs, wie bei anderen Tieren, haben sie ein hydraulisches System, mit dem sie Wasser durch Hydrophorkanäle zu jedem Ambulacralfüßchen (den Armen) zirkulieren lassen. Dies erleichtert die Bewegung und die Zirkulation von Sauerstoff im gesamten Körper des Seesterns.

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Das Skelett des Seesterns

Obwohl Seesterne manchmal für Krebstiere gehalten werden, die ein Exoskelett haben, das ihre inneren Organe schützt, ist das nicht der Fall. Seesterne haben ein Innenskelett oder Endoskelett, das als Hohlraum für die weichen Organe dient, sich aber unter der Epidermis befindet.

Dieses Endoskelett besteht aus Kalkplatten (aus Calcit), die nicht miteinander verschmolzen sind. Auf diese Weise können Seesterne eine gewisse Flexibilität in ihren Armen zeigen und sich freier bewegen.

Das Skelett der Seesterne hat Löcher, durch die man den Körper sehen kann und die Papulae bilden, die als Kiemen fungieren. Zudem haben sie mehrere winzige Greiforgane, die Pedicellarien genannt werden und mit denen sie ihren Körper von Schmutz freihalten.

Der Seestern mit dem diamantförmigem Endoskelett

Die Kalkplatten, die das Endoskelett von Seesternen bilden, sind normalerweise porös und zerbrechlich. Das ist jedoch nicht der Fall beim Knotigen Walzen-Seestern oder Protoreaster nodosus.

Dieser Stern, der sich durch die dunklen Ausstülpungen auf seinem Körper auszeichnet, ist auch sehr widerstandsfähig gegen Druckschäden. In Anbetracht der Zerbrechlichkeit von Calcit-Skeletten machte sich das Team von Ting Yang und Hongshun Che vom Polytechnischen Institut im U.S.-amerikanischen Virginia daran, die Zellstruktur zu untersuchen. Damit wollte man herauszufinden, was diese Art zu einer Ausnahme macht.

Die Ergebnisse waren faszinierend: Als sie die mikroskopischen Strukturen, die die Knochenplatten des Seesterns bilden und als Ossikel bezeichnet werden, unter dem Elektronenmikroskop betrachteten, entdeckten sie, dass diese ähnlich wie Diamantatome angeordnet waren. Diese fast perfekte Anordnung verlieh dem Skelett seine Härte und Festigkeit, so wie der Edelstein fast unzerbrechlich ist.

Die Beobachtung wurde auf einer Skala von 50 Mikrometern gemacht, was etwa der halben Breite eines menschlichen Haares entspricht.

Ein Meisterwerk der Natur

Diese kohlenstoffähnliche Anordnung der Ossikel in Diamant erklärte jedoch nicht vollständig die Festigkeit des Endoskeletts, da das Material immer noch zerbrechlich war. Deshalb schaute das Forschungsteam noch genauer hin.

In dieser Struktur hatten die Atome, aus denen das Calcit bestand, ebenfalls eine besondere Anordnung. In diesem Fall bildeten sie ein sechseckiges Muster, ähnlich wie das einer Bienenwabe. Auf diese Weise wurde die eigentliche Schwäche dieses Minerals ausgeglichen und die Festigkeit des Seesterns weiter verstärkt.

Interessante zukünftige Anwendungen dieser Entdeckung

Die Tatsache, dass der Seestern ein Skelett mit einer diamantähnlichen Struktur hat, eröffnet interessante Möglichkeiten für die Werkstofftechnik. Das gleiche Team untersucht jetzt lebende Seesterne der Art Protoreaster nodosus, um herauszufinden, wie sich diese Knochenplatten bilden.

Das Verständnis dieses Prozesses würde Informationen für die Herstellung stärkerer poröser Materialien, wie z.B. Keramikkomponenten, liefern. Obwohl er als primitives Lebewesen gilt, scheint der Seestern uns Menschen immer noch viel zu sagen zu haben. Wir sollten nicht damit aufhören, ihm zuzuhören und von ihm zu lernen.