Chemische tarnung. Die stoffliche grundlage der anpassung von anemonenfischen an riffanemonen

Abstract

Dissolved amino acids (³H-phenylalanine, ³H-proline) were accumulated and incorporated into proteins and glycoproteins by sea anemones. On objects (glass rods, pipe cleaners or filter paper) which had touched labelled anemones, tritiated substances could be detected. The mucus of labelled anemones was analysed by disc-electrophoresis. Tritium activity was found in the bands (stained by amino black). Anemone fishes adapted to labelled anemones had 4 times more tritium activity on their surface than control fishes. Most radioactivity was found on those regions which made closest contact with the anemones. The mucus of anemone fishes adapted to labelled anemones was also analysed by disc-electrophoresis. The analysis revealed protein-containing fractions in which ³H-amino acids were incorporated. The pattern of tritium activity in disc-electropherograms from labelled anemones corresponds to that of fishes adapted to those anemones. Anemones produce specific substances which influence the discharge of their nematocytes. These substances have special functions in the normal behaviour of the anemones. The substances provide protection against self-nettling and prevent the discharge of nematocytes into nearby objects which the tentacles continuously contact. The production of these substances by anemones is completely separate from the association with anemone fishes. The fishes thus simply exploit a mechanism existing independently in the anemones. Therefore, it is possible to form, in an aquarium, unnatural associations between anemone fishes and anemone species which never live in association with fishes in their natural biotope. On the basis of previous information, as well as on these new data, it is possible to develop a model which explains the control of nematocyte discharge: Substances with inhibitory qualities (protecting substances) are produced by the anemones themselves, and de-sensitize the sensory inputs of the anemones (nematocytes and sensory cells). Sensitization takes place as soon as the anemones come into contact with “stimulating substances”. This happens if anemones are touched by food objects or by anemone fishes which have been previously isolated from anemones. The surfaces of these fishes are not impregnated with protecting substances. Adapted anemone fishes, neighbouring anemones of the same species and other “adapted” objects are coated with the inhibitory substances and thus do not induce nematocyte discharge.

Zusammenfassung

• 1. Im Meerwasser gelöste Aminosäuren (³H-Phenylalanin und ³H-Prolin) werden von Riffanemonen aufgenommen, angereichert und eingebaut.

• 2. Markierte Anemonen geben Stoffe, die aktive Aminosäuren enthalten, an Kontaktobjekte und ins umgebende Medium ab.

• 3. Die Disk-Elektrophorese von Integumentsabstrichen markierter Anemonen lieferte verschiedene proteinhaltige Fraktionen; in ihnen konnte ³H-Aminosäureneinbau nachgewiesen werden.

• 4. Fische, die sich an markierte Riffanemonen anpassen konnten und danach nicht mehr genesselt wurden, hatten auf ihrer Oberfläche eine 4mal höhere Tritiumaktivität als Kontrollfische.

• 5. Die Tritiumaktivität auf der Oberfläche von Kontaktfischen verteilte sich ungleichmäßig. Bereiche mit intensiverem Anemonenkontakt waren radioaktiver.

• 6. Die Disk-Elektrophorese von Integumentsabstrichen angepaßter Anemonenfische lieferte gleichfalls verschiedene proteinhaltige Fraktionen, in die markierte Aminosäuren eingebaut waren.

• 7. Der Tritiumaktivitätsgehalt korrespondierender Zonen von Anemonen- und Fischgelen beweist, daß Anemonenfische von Anemonen Substanzen übernehmen. Durch die Imprägnation mit Anemonenstoffen sind sowohl angepaßte Anemonenfische als auch beliebige Objekte, die experimentell angepaßt wurden, gegen Nesselung geschützt.

• 8. Während ihrer Anpassung imprägnieren sich Anemonenfische mit anemoneneigenen Substanzen. Diese “chemische Tarnung” bewirkt, daß Anemonen die Fische z. B. von ihren eigenen Tentakel nicht mehr unterscheiden können.

• 9. Anemonenfische brauchen, um gegen Nesselung geschützt zu sein, nicht direkt mit allen Körperarealen die Anemonen zu berühren. Eine Stoffübernahme über geringe Entfernung ist auch möglich.

• 10. Die Tatsache, daß Anemonen über Stoffe verfügen, die die Nesselzellenentladung beeinflussen, wird diskutiert. Mögliche Funktionen dieser Stoffe im Normalverhalten werden beschrieben.

• 11. An Hand bestehender Auffassungen sowie neuer Gesichtspunkte, wird eine Vorstellung entwickelt, mit der eine Steuerung der Nesselzellenentladung erklärt werden kann.