Für uns aktive, dynamische Säugetiere kann die bescheidene Muschel positiv… unbelebt erscheinen. Ihr Nervensystem ist relativ zu unserem dezentralisiert, es fehlt jede Art von Gehirn, und für das ungeübte Auge kann es scheinen, dass ihre einzige erkennbare Reaktion auf die Außenwelt das Öffnen oder Schließen ist. Offen = glücklich, geschlossen = nicht glücklich; Ende der Geschichte, oder? Einige Veganer argumentieren sogar, dass die Muscheln so unsinnig sind, dass es in Ordnung ist, sie zu essen und sich vorzustellen, dass sie nicht mehr Energie als ein Gemüse haben!
Sie haben vielleicht schon vorhergesagt, dass ich Ihnen erzählen möchte, wie lebendig und fühlend Muscheln sein können. Aber beginnen wir mit der Beschreibung der Schrauben und Muttern ihres Nervensystems. Wie bei vielen wirbellosen Tieren ist ihr Nervensystem als Gangliensystem im ganzen Körper verteilt. Ganglien sind Klumpen von Nervenzellen, die eine lokale Spezialisierung haben können und Nachrichten innerhalb von Neuronen unter Verwendung elektrischer Potentiale übertragen. An der Verbindung zwischen Zellen (Synapse genannt) werden Neurotransmitter verwendet, um Signale an die nächste Zelle weiterzuleiten. Forscher haben herausgefunden, dass Muscheln „Histamin‐, Octopamin‐, Gamma‐Aminobuttersäure‐ (GABA) … wie Immunreaktivität“ in ihrem zentralen und peripheren Nervensystem verwenden, ähnlich wie wir Wirbeltiere, und andere Studien haben sogar herausgefunden, dass die Reaktion auf Serotonin und Dopamin im Nervengewebe lokalisiert ist, das mit verschiedenen Organsystemen verbunden ist.
Diese Systeme der chemischen Nervenübertragung sind wirklich uralt, wahrscheinlich Dating zurück zur Bildung komplexer Tierkörperpläne im frühesten Kambrium. Forscher haben großes Interesse daran, diese nervösen und hormonellen Signalsysteme in Mollusken zu untersuchen, da sie die relative Flexibilität und Einschränkungen dieser Systeme im gesamten tierischen Lebensbaum beleuchten können. Die Charakterisierung dieser Systeme kann es uns auch ermöglichen, die Mechanismen zu verstehen, mit denen Muscheln und andere Tiere auf Umweltreize reagieren.
Wie Menschen verbringen Muscheln viel Zeit und Mühe mit dem Essen. Die meisten Muscheln fressen, indem sie Nahrung aus dem Wasser mit winzigen Zilien an den Kiemen filtern. Diese Zilien fangen Nahrungspartikel ein und fungieren auch als Miniatur-Ruderteam, das Wasser entlang der Kiemenoberfläche bewegt. Die Muschel braucht einen Weg, um diese Zilienaktivität zu kontrollieren, und die Forscher fanden heraus, dass sie die Geschwindigkeit, mit der Austern ihre Zilien bewegen, direkt steuern können, indem sie ihnen Serotonin und Dopamin zuführen, die die Aktivität erhöhen bzw. verringern.
Muscheln arbeiten auch sehr hart, um Babys zu machen. Die meisten Muscheln vermehren sich, indem sie Spermien und Eier freisetzen, um sie äußerlich in der Wassersäule zu befruchten. Um ihre Chancen zu maximieren, einen Partner zu finden, Sie speichern ihre Fortpflanzungszellen normalerweise mehrere Monate in Gonaden und setzen sie in einem koordinierten Massenlaichereignis frei. Es scheint, dass dieser Prozess durch hormonelle Freisetzungen von Dopamin und Serotonin gesteuert wird. Forscher haben festgestellt, dass die Serotoninkonzentrationen im Laufe des Jahres variieren, wobei Muscheln in Neuengland damit einen saisonalen Fütterungszyklus im Sommer regulieren und diese Energie für den Winter speichern. Während des Winters, wenn Nahrung weniger verfügbar ist, nutzen sie diese gespeicherte Energie, um ihre Gonaden rechtzeitig für die Fortpflanzungsfreisetzung in den Frühlingsmonaten aufzufüllen, wenn ihre Larven reichlich Zugang zu Nahrung und Sauerstoff haben, um ihnen die besten Überlebenschancen zu gewährleisten. In den letzten Jahrzehnten haben Aquakulturisten gelernt, Serotonin-Injektionen zu verwenden, um das Laichen in kultivierten Muscheln zu induzieren, um sicherzustellen, dass sie zu einer bestimmten Jahreszeit eine Ernte bereit haben.
Muscheln reagieren also sehr empfindlich auf die Jahreszeiten. Wie wäre es mit kurzfristigen Quellen der Aufregung? Sie haben dies vielleicht selbst durch die kultigste Aktivität der Muschel beobachtet: das Öffnen und Schließen der Schale. Muscheln schließen ihre Schalen mit kräftigen Adduktorenmuskeln, die die beiden Klappen zusammenziehen. Ein federndes Band am Scharnier zieht die Schale auf, wenn sich die Muskeln entspannen. Genau wie wir muss die Muschel Nervenzellen verwenden, um dem Muskel zu signalisieren, dass er sein Ding macht. Darüber hinaus steuern zwei verschiedene Gangliensätze den Fuß, den einige Muscheln ausstrecken können, um in Sand zu graben, wobei ein Ganglion den Fuß ausstreckt und das andere ihn kontrahiert. Während Muscheln kein zentralisiertes Gehirn mit spezialisierten Regionen für verschiedene Zwecke haben, wie wir es haben, stellt dies eine Art Spezialisierung neuronaler Systeme mit einem ähnlichen Ergebnis dar.
Wenn ein bestimmtes Neuron wiederholt verwendet wird, kann es ein zelluläres Gedächtnis bilden, das es dem Organismus ermöglicht, sich zu akklimatisieren (ugh sorry) und seine Reaktion auf einen bestimmten Reiz im Laufe der Zeit zu mildern. Riesenmuscheln zum Beispiel schließen ihre Schalen, wenn ihre einfachen Augen einen Schatten über ihnen erkennen. Dieses Verhalten kann sie vor Raubtieren schützen. Als ich einige meiner Doktorarbeiten durchführte und Körperflüssigkeit von Aquarium- und wilden Riesenmuscheln mit einer Spritze probierte, bemerkte ich, dass gefangene Muscheln sich nicht als Reaktion auf meinen Schatten über mir schlossen, während wilde Muscheln mich dazu zwangen, mich zu schleichen und ihre Schalen mit einem Holzblock zu öffnen, um meine Arbeit zu erledigen. Ich vermutete, dass die Muschel nach häufigen Fütterungen und Wasserwechseln durch Aquarianer „gelernt“ hatte, dass es keinen Grund gab, Energie aufzuwenden, um ihre Schale zu schließen. Währenddessen, als ich bewies, dass unsere Probenahmetechnik für das Tier nicht schädlich war, entdeckte ich, dass Muscheln, die meinen Schatten erkannten, sich innerhalb von Sekunden schnell wieder öffneten, wenn ich mich vor ihnen versteckte, während diejenigen, die an einer Spritze festklebten, minutenlang geschlossen blieben, bevor sie sich öffneten und wieder zu füttern begannen. Macht Sinn!
Andere Forscher bemerkten dieses Phänomen ebenfalls. Eine Gruppe fand heraus, dass Riesenmuscheln, die wiederholt Schatten unterschiedlicher Größe ausgesetzt waren, Muschelklopfen und sogar direktes Berühren ihres Weichgewebes begannen, sich an den Stress zu gewöhnen (sich daran zu gewöhnen), sich schneller zu öffnen und jedes Mal länger offen zu bleiben, wenn der Reiz auftrat. Noch interessanter ist, dass sie diese Gewöhnung nicht zwischen Stresstypen übertrugen; Zum Beispiel würden die Muscheln, die immer wieder einen Schatten sahen, immer noch stark auf einen anderen Stress reagieren, als würden sie auf die Schale klopfen. Dies deutet darauf hin, dass das Tier zwischen verschiedenen Bedrohungen entlang eines Spektrums von Ernsthaftigkeit unterscheiden kann, wobei das Berühren von Gewebe (ähnlich einem Fisch, der an seinem Fleisch pickt) die schwerwiegendste Bedrohung mit der dramatischsten Reaktion ist.
Eine andere Studie ergab, dass größere Riesenmuscheln als Reaktion auf dieselbe Bedrohung länger geschlossen blieben als kleinere. Sie schlugen vor, dass dies mit dem größeren Risiko zusammenhängt, dem große Muscheln ausgesetzt sind, da sie mehr Gewebebereich haben, der anfällig für Angriffe ist. Während die Muscheln möglicherweise keine „bewusste“ Entscheidung getroffen haben, wie wir es als denkende Kreaturen tun, konnten sie ihr individuelles Risiko in einen Kontext stellen und ihre Reaktion variieren. Diese Fähigkeit, eine Reaktion auf unterschiedliche Risikostufen zuzuschneiden, ist ein Zeichen für überraschend komplexe Neurologie bei der Arbeit.
Jakobsmuscheln zeigen einige der komplexesten Muschelverhalten. Dies bezieht sich auf ihre einzigartigen Anpassungen, einschließlich einfacher Augen, die Formen auflösen können, und der Fähigkeit, vor Gefahren davonzuschwimmen. Es wurde festgestellt, dass Jakobsmuscheln zwischen Raubtiertypen allein durch das Sehen unterscheiden, in dem Maße, in dem sie einen invasiven neuen räuberischen Seastar zunächst nicht als Bedrohung erkannten. Beim Schwimmen können sie diese Vision nutzen, um zu Orten zu navigieren, an denen sie sich verstecken können, z. B. Seegrasbetten. Es wäre sehr interessant, das Verhalten von Jakobsmuscheln in Meeresschutzgebieten mit denen zu vergleichen, die frei geerntet werden können. Variieren sie ihr Verhalten als Reaktion darauf?
Ich hoffe, ich habe klargestellt, dass Muscheln zwar nicht gerade intellektuelle Kraftpakete sind, ihr Verhalten jedoch viel komplizierter ist, als einfach Wasser aufzusaugen und ihre Schalen zu öffnen oder zu schließen. Wie wir leben sie in einem komplexen Umfeld, das eine Vielzahl von Antworten erfordert. Ihr Nervensystem hat sich so entwickelt, dass sie überleben und nuancierte Verhaltensweisen annehmen können, die sie spontan variieren können und die wir „höheren“ Tiere gerade erst zu verstehen beginnen.