Reaktive Schwimmsysteme

Wirbeltiere gehören zu den besten Läufern, besten Schwimmern und am weitesten fliegenden Tieren der Erde. Der all diesen Fähigkeiten zugrundeliegende Faktor ist dabei die Existenz eines Skeletts aus hartem Material wie den Knochen, die ihre Form nicht verändern. Sie arbeiten eng zusammen mit den Streck- und Beugemechanismen der Muskeln, die ständige Bewegungen ermöglichen durch bewegliche Verbindungsteile.

Nichtwirbeltiere hingegen bewegen sich wesentlich langsamer als Wirbeltiere, weil sie über kein Skelett verfügen.

Tintenfische zum Beispiel haben kein Skelett, obwohl sie umgangssprachlich oft als "Fisch" bezeichnet werden. Aber sie entwickeln erstaunliche Fähigkeite, sich im Wasser zu bewegen mit Hilfe eines hochinteressanten Systems. Ihr weicher Körper ist bedeckt mit einer dicken Haut, unter die ein Tintenfisch große Wassermengen resorbieren und anschließend mit Hilfe starker Muskeln wieder ausstoßen kann. Dadurch kann er sich auch rückwärts bewegen.

	Der Tintenfisch namens "Loligo vulgaris" ist das kleinste Exemplar seiner Art. Durch seine reaktive Schwimmtechnik erreicht er eine Spitzengeschwindigkeit von bis zu 30 kmh. 37
Tintenfische profitieren bei ihrer Jagd von den Tentakeln in ihrem Maul. Sie sind peitschenförmig und bleiben normalerweise in Säcken aufgewickelt unter den Armen. Wenn ein Tintenfisch auf ein Beutetier trifft, entrollt er sie und schnappt die Beute. Dafür verfügt er über optimal konstruierte acht Fangarme. Mit Hilfe seines Schnabels kann er mühelos eine Krabbe zerkleinern. Seinen Schnabel handhabt er mit solcher Meisterschaft, dass er die Schale einer Krabbe mühelos knacken und dann ihr Fleisch mit der Zunge ausschlürfen kann.36

Dieser Mechanismus der Tintenfische ist hochkomplex. An beiden Kopfseiten befinden sich taschenähnliche Körperöffnungen. Durch sie wird Wasser eingesaugt in eine Art zylinderförmiger Körperhöhle. Dann wird dieses eingesaugte Wasser wieder mit großem Druck ausgestoßen durch eine enge Röhre direkt an der Kopfunterseite. Dadurch können sich Tintenfische schnell rückwärts bewegen, ähnlich wie beim Rückstoßprinzip.

Diese Schwimmtechnik ist ausgesprochen vorteilhaft hinsichtlich von Geschwindigkeit und Dauerhaftigkeit. Japanische Tintenfische, Todarodes pacificus genannt, erreichen so bei ihrer Wanderung über 2000 km eine Geschwindigkeit von 2 kmh. Auf kurzen Strecken können diese Tiere auf bis zu 7 kmh beschleunigen, einige Unterarten sogar auf bis zu 30 kmh.

Durch seine schnellen Muskelkontraktionen und die dadurch bewirkte Flexibilität seiner Bewegungen kann ein Tintenfisch seinen Feinden entkommen. Wenn die Fluchtgeschwindigkeit dafür nicht reicht, verfügt ein Tintenfisch über eine weitere "Waffe": Er stößt eine Wolke dunkler tintenfarbener Flüssigkeit aus, die er in seinem Körper erzeugen kann. Diese Tintenwolke irritiert den Angreifer zwar nur eine kurze Zeit lang, was dem Tintenfisch aber reicht, um zu entkommen, weil er für den Angreifer vorübergehend hinter seiner Tintenwolke "unsichtbar" ist.

Aber die "Tricks" der Tintenfische dienen nicht nur seiner Verteidigung und der Flucht. sondern er nutzt sie auch zur Jagd auf seine Beutetiere, die er mit hoher Geschwindigkeit jagen und angreifen kann. Die ständigen Muskelkontraktionen, die für sein reaktives Schwimmverhalten notwendig sind, werden durch ein hochkompliziertes Nervensystem gesteuert. Auch das Atmungssystem ist darauf abgestimmt, den hohen Metabolismus zu ermöglichen, den ein Tintenfisch für sein "Rückstoßprinzip" benötigt.

Aber Tintenfische sind nicht die einzigen Meerestiere, die über eine reaktive Schwimmtechnik verfügen. Auch Oktopusse verwenden es. Sie sind allerdings keine besonders aktiven Schwimmer - den größten Teil ihrer Lebenszeit verbringen sie mit Streifzügen zwischen Felsen und in Abgründen der Tiefsee.

Die Innenhaut eines Oktopus besteht aus vielen übereinander liegenden Muskelschichten. Dabei gibt es drei unterschiedliche Muskeltypen: Longitudinal-, Zirkular- und Radialmuskeln. Indem sie aufeinander abgestimmt sind und sich gegenseitig unterstützen, ermöglichen sie dem Oktupus seine spezifische Schwimmtechnik.

A. Der Oktopus krümmt seinen Körper, indem er entweder einen oder zwei Längsmuskeln zusammenzieht, was zu einer Schwimmbewegung führt.

1. Zirkularmuskeln
2. Längsmuskeln
3. Radialmuskeln

B. Der Tintenfisch verfügt zwar ebenso wie der Oktopus über Radial- und Zirkularmuskeln, aber statt Längsmuskeln benutzt er eine Muskelfaserschicht. Sie verhindert eine Längsausdehnung seines Körpers, wenn beide Muskelarten kontrahieren, und sie bildet zugleich eine solide Basis für die Arbeit der Radialmuskeln.

4. Zirkularmuskeln
6. Sich rasch zusammenziehende Muskeln
8. Radialmuskeln
9. Langsam kontrahierende Muskeln
10. Faserschicht

Beim Wasserausstoß ziehen sich die Zirkularmuskeln der Länge nach zusammen. Da die Tintenfische jedoch versuchen, dabei ihr Volumen nicht zu verändern, werden sie dabei breiter, was eigentlich ihre Körper verlängern müsste. Deshalb verhindern gleichzeitig die Longitudinalmuskeln diese Längenausdehnung. Während dieses Vorgangs, der den Hautmantel verdickt, bleiben die Radialmuskeln gestreckt. Nach der Wasserejakulation ziehen sie sich jedoch zusammen, um die Körperlänge wieder zu verkürzen. Der Hautmantel wird wieder dünner, und die Wasserhöhle im Körperinneren kann wieder mit Wasser gefüllt werden.

1. Wassereintritt
2. Öffnung
3. Trichter
4. Flosse
5. Mantel
6. Innere Organe
7. Kieme
8. Aufgepumpte Position
9. Gespannte Position
10. Wassereintritt
11. Kontrahierte Position
12. Wasserausstoß
13. Öffnender Trichter
14. Rohr

Die Abbildung zeigt Wasserausstoßrhythmus und -sektionen des Tintenfisches. Er beginnt mit der Erweiterung (A). Dabei wird der Außendurchmesser des Körpers um 10 % ausgedehnt, wodurch sich die Wasseraufnahmekapazität der Mantelhöhle um 22 % erhöht. Das Wasser wird durch die beiden Öffnungen am Kopf durch einen Trichter angesaugt. Sobald die maximale Körperausdehnung erreicht ist, wird das Körpervolumen auf 75 % der Normalgröße kontrahiert (B). Daraufhin erhöht sich schlagartig der Druck innerhalb der Körperhöhlung und presst das Wasser durch den Ausgangskanal nach draußen, während gleichzeitig der Wassereinströmkanal verschlossen wird. Die dabei ausgestoßene Wassermenge beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa 60 % der normalen Körpergröße. Durch neuerliche Wasseraufnahme nimmt der Körper dann wieder seine ursprüngliche Form an (C), denn weitere Kontraktionen könnten ansonsten zu organischen Schäden führen. Das Ganze dauert etwa eine sekunde und kann 6-10 Mal hintereinander wiederholt werden, einschließlich der Ansaugzeit. Beim Langsamschwimmen verkleinert sich der Körper des Tintenfisches auf 90 % seiner eigentlichen Größe.

Die anatomische und funktionelle Ähnlichkeit zwischen dem Muskularsystem von Tintenfischen und Oktopussen ist unübersehbar. Es gibt jedoch einen wichtigen Unterschied: Statt der Longitudinalmuskeln des Oktopus verfügt der Tintenfisch über eine sehnenähnliche Schicht, Tunika genannt. Sie besteht aus zwei Schichten an der Innen- und Außenseite des Körpers, ähnlich wie bei den Longitudinalmuskeln des Oktopus. Zwischen diesen Schichten liegen Zirkularmuskeln. Zwischen diesen wiederum liegen die Radialmuskeln in senkrechter Anordnung.

Die Augenstruktur eines Tintenfisches ist extrem komplex aufgebaut. Sie macht es möglich, die Pupille zu fokussieren, indem die Linse näher an die Retina herangerückt wird. Auch das eindringende Lichtvolumen kann angepasst werden durch Öffnen und Schließen der kleinen Lider neben dem Auge. Ein derart komplexes und wechselwirkendes System wie bei Tintenfischen kann unmöglich mit den Kategorien der Evolutionstheorie erklärt werden. Das hat selbst Darwin zugegeben, als er über dieses Thema schrieb. 38