Körperbau der Garnelen

Körperorgane und Sinnesorgane der Garnelen

Garnelen haben wie alle Zehnfußkrebse einen Bauplan, der sich in drei Abschnitte aufteilt. Kopf und Brustsegmente bilden eine Einheit, den Cepahalothorax mit einem gemeinsamen Rückenpanzer, dem Carapax. Der Cephalothorax schließt neben den Scheren und Schreitbeinen, den Antennen und Augen die meisten inneren Organe ein. Am Hinterleib, dem Abdomen, sind die fünf Schwimmbeinpaare und der Schwanzfächer zu erkennen, auf der Unterseite liegen die Geschlechtsöffnungen und im Inneren verläuft der Darmtrakt, der im Anus kurz vor dem Schwanzfächer mündet. Garnelen verfügen über Sinnesorgane und Mechanorezeptoren zum Sehen, Fühlen und Tasten, Schmecken und Riechen, sowie zur Wahrnehmung unter Wasser-Schallwellen.

Der Grundplan der Garnelen

Garnelen haben wie alle Krebstiere ein Außenskelett, welches ihrem Körper die nötige Stabilität verleiht. Der Körper der Garnelen ist in mehrere Abschnitte gegliedert. Jedes Segment trägt ein paar Extremitäten, bei den Decopoden, den Zehnfußkrebsen, zu denen neben den Krebsen und Krabben auch die Garnelen zählen, sind es zehn. Fünf Paare sitzen an den Segmenten des Vorderkörpers, wobei die beiden vorderen Paare mit Scheren zu Greiforganen umgebildet sind, während die anderen 3 als Schreitbeine (sogenannte Pereiopoden) ausgebildet sind, mit deren Hilfe sich die Garnelen über dem Gewässergrund oder auf anderen Flächen bewegen können. Die fünf Extremitätenpaare des Hinterleibs sind weniger kräftig und dienen als Schwimmbeine (sogenannte Pleopoden). Jede Extremität ist als ein zweiästiger Spaltfuß mit einem Außenast (dem Exopodit) und einem Innenast (dem Endopodit) ausgebildet. Die Extremitäten dienen nicht nur der Fortbewegung; im Laufe der Stammesgechichte haben sie durch verschiedene Anpassungen Funktionen wie Nahrungserwerb, Herbeifächeln von Frischwasser oder als Begattungsorgan übernommen. Kopf- und Brustsegmente sind zu einem gemeinsamen Cephalothorax verschmolzen, welcher durch den Rückenpanzer (den Carapax) besonders geschützt ist. Daran schließt sich der deutlich segmentierte Hinterleib (das Abdomen) an, welches in den von den Uropoden und dem Telson gebildeten Schwanzfächer endet. Fälschlicherweise bezeichnen manche Garnelenliebhaber (Gourmets, die Garnelen am liebsten auf dem Teller sehen, und nicht solche, die Garnelen als Hobbyaquarianer pflegen!) den gesamten Hinterleib als Schwanz.

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Das Nervensystem der Garnelen

Ähnlich wie die Insekten so haben auch Krebstiere ein Nervensystem, welches wie eine Strickleiter aufgebaut ist und deswegen auch Strickleiternervensystem genannt wird. Zwei parallel zur Körperlängsachse verlaufende Nervenstränge sind in regelmäßigen Abständen durch Querstränge miteinander verbunden. Ein zentrales Gehirn im eigentlichen Sinne, welches alle Körperfunktionen steuert, gibt es bei den Krebstieren gar nicht. Das Cerebralganglion ersetzt bei den Garnelen das Gehirn. Es liegt oberhalb der Speiseröhre auf Höhe der Augen und setzt sich aus drei Nervenknoten, Ganglien, genannt, zusammen. Diese drei Nervenknoten teilen sich gewissermaßen ihre Arbeit auf. Ein Ganglion bildet das Sehzentrum und verarbeitet die Sehimpulse, im zweiten Ganglion ist das Riechzentrum lokalisiert und der dritte Nervenknoten steht mit den beiden Antennenpaaren in Verbindung. Weitere Ganglien liegen unterhalb der Speiseröhre und reihen sich im Verlauf des Bauchmarks hintereinander auf: Unterhalb des Oberschlundganglion liegt das Unterschlundganglion, gefolgt von drei Nervenknoten im Bereich der Brustsegmente, entsprechend als Thorakalganglien bezeichnet. Im Hinterleib, dem Abdomen, befinden sich vier Nervenknoten, die Abdominalganglien. Die Ganglien im Kopfbereich koordinieren auch die Funktion der Mundwerkzeuge. Die Ganglien im Bereich der Brust bilden zusammen das periphere Nervensystem, welches die Muskelkontraktion und die Bewegung der Schreitbeinpaare steuert. Die vier Ganglien im Hinterleib bilden das vegetative Nervensystem, welches die Funktion des Verdauungstraktes und der Geschlechtsorgane regelt. Weitere Funktionen des Nervensystems steuern die Hormonausschüttung, die ihrerseits die Häutung, den Farbwechsel, die Fortpflanzung und die Osmoregulation (dem Ionenaustausch zwischen dem Körperinneren und dem umgebenden, wässrigen Milieu), den Herzschlag und den Blutzuckerspiegel regulieren.

Die inneren Organe der Garnelen

Bei den Garnelen ist der größte Teil der inneren Organe im vorderen Körperteil, dem Cephalothorax, vor allem im Nackenbereich, angesiedelt. Dazu gehören außer dem Herz eine Harnblase und die männlichen und weiblichen Geschlechtsorgane (Hoden und Eierstöcke). Außerdem liegt hier die Speiseröhre mit einem Kropf und einem Vormagen, an den sich im Hinterleib der Hauptmagen und der Darmtrakt anschließen, der im Anus unmittelbar vor dem Schwanzfächer auf der Körperoberseite (!) endet. Aber nicht alle Garnelen haben einen Magen. Bei Garnelenarten mit einem transparenten, unpigmentierten Körper ist die innere Anatomie gut zu erkennen.

Der Blutkreislauf der Garnelen

Der Blutkreislauf der Garnelen ist recht einfach aufgebaut. Dabei handelt es sich um ein offenes Blutkreislaufsystem. Das Körperinnere ist mit Blut angefüllt, welches im Gegensatz zu dem der Wirbeltieren nicht durch Hämoglobin rot gefärbt, sondern farblos ist. Der Sauerstoff wird bei den Krebstieren nicht durch Hämoglobin, sondern durch das Hämocyanin, eine Kupferverbindung, transportiert. Im Wasser gelöste Kupferionen können die Sauerstoffaufnahme des Hämocyanins blockieren. Dies ist der eigentliche Grund, warum Kupfer im Aquarien selbst in minimalen Spuren für Garnelen toxisch ist. Das Herz ist ein kräftiger Muskelschlauch, der an beiden Enden eine offene Röhre bildet. Wenn das Herz kontrahiert wird, wird das Blut in den Vorderkörper gedrückt. Dort umspült es die Kiemen, nimmt im Wasser gelösten Sauerstoff auf, der an die einzelnen Verbrauchsorgane transportiert wird und schließlich durch die hintere Öffnung des Herzmuskels wieder eingesogen wird.

Die wichtigsten Sinnesorgane der Garnelen

Die Augen sitzen bei den Garnelen direkt hinter den Fühlern, meist auf Stielen, die einzeln bewegt werden können, was ihnen eine gute Rundumsicht ermöglicht. Das Garnelenauge ist meist dunkel bis schwarz gefärbt. Hat eine solche Garnele dagegen ein helles oder gar weißes Auge, dann ist dies ein untrügliches Zeichen dafür, dass die Garnele erblindet – meist ausgelöst durch eine Infektion. Es gibt jedoch Arten, die von Natur aus helle Augen haben, dazu gehören z.B. die Vertreter aus dem Formenkreis der Grünen Zwerggarnele Caridina cf. babaulti. Ob bestimmte Zuchtprodukte mit hellen oder farbigen Augen wie die Tiger Orange Eye-Garnele ein eingeschränktes Sehvermögen haben, ist bisher noch nicht geklärt. Dunkle Garnelenaugen, die einfallendes Licht reflektieren, gelten als Schlüsselreiz für Meerforellen. Daher bevorzugen Angler Garnelenfliegen mit künstlichen, stark reflektierenden Augen als Köder. Einige Garnelenarten können auch Farben sehen, andere nur zwischen Hell- und Dunkel unterscheiden.

Der Geruchs- und Geschmackssinn ist bei den Garnelen vor allem in den Antennen, aber auch im Mundbereich lokalisiert. Mit Hilfe sogenannter Chemorezeptoren werden die Wasserinhaltsstoffe, vor allem aber der Salzgehalt des Wassers geprüft. Außerdem werden damit die Pheromone, die Lockstoffe der Geschlechtspartner, wahrgenommen.

Berührungsreize werden durch Mechanorezeptoren registriert. Solche Mechanorezeptoren sind über den ganzen Panzer verteilt. Durch die Ablenkung dieser kleinen kugelförmigen Gebilde werden z.B. die Strömungsrichtung und –stärke des Wasser registriert und an das Nervensystem weitergeleitet.

Das Gleichgewichtsorgan wird ebenfalls aus Mechanorezeptoren gebildet, in diesem Fall Statocysten genannt. Diese Statocyste bildet eine grubenförmige Vertiefung an der Basis des ersten Antennenpaares. In dieser Kammer befindet sich ein Statolith, ein Sandkörnchen oder ein kleiner Kiespartikel, der je nach Position der Garnele zur Schwerkraftachse unterschiedlich stark auf die feinen Sinneshärchen drückt. Damit wird die Garnele in die Lage versetzt, ihre Position exakt zu bestimmen und, wenn nötig, durch Ausgleichbewegungen zu korrigieren. Bei jeder Häutung geht auch dieser Statolith verloren und muss durch ein neues Sandkörnchen ersetzt werden.

Garnelen können auch sehr gut unter Wasser „hören“, indem sie Schallwellen, die sich im Wasser ausbreiten, wahrnehmen. Diese Schallwellen werden mit Hilfe spezieller Mechanorezeptoren registriert, die zwischen den Gliedern der Extremitäten in den weichen Gelenkhäuten sitzen. Diese Rezeptoren dienen aber auch gleichzeitig dazu, die Bewegung und Position der Extremitäten zu bestimmen.

Männchen und Weibchen der Garnelen

Garnelen sind stets getrenntgeschlechtlich, es gibt Männchen und Weibchen. Bei transparenten Arten mit einem fast durchsichtigen Körper lassen sich die Weibchen am Laichansatz unterhalb des Nackenbereichs erkennen. Ein sicheres Bestimmungsmerkmale liefern die Position, Form und Größe der Geschlechtsöffnungen auf der Bauchseite. Aber welche Garnele lässt sich schon freiwillig zu Lebzeiten umdrehen! Die Weibchen des sogenannten weiterentwickelten Vermehrungstyps tragen die Eier wochenlang an den Schwimmbeinen klemmend mit sich herum.

Anpassung an ein Leben als Weidegänger und Detritusfresser

Die weitaus meisten der vielen Zwerggarnelen der Gattungen Caridina und Neocaridina ernähren sich als Weidegänger und Mulm- und Detritusverwerter. Die Endglieder ihrer Scheren und Schreitbeine sind wie kleine Pinzetten gestaltet, mit denen sie unablässig Algenfäden aus den Aufwuchsflächen herauszupfen oder den Bodenmulm auf verwertbare Nahrungspartikel hin durchsuchen.

Anpassung an ein Leben als Räuber

Großarmgarnelen der Gattung Macrobrachium leben omnivor; dazu gehört auch, dass sie sich räuberisch von anderen Garnelen und Wirbellosen oder Fischen ernähren. Sie lauern ihrer Beute auf – zum Beispiel arglos vorbeischwimmenden Fischen - die sie dann blitzschnell mit ihren stark verlängerten Scherenbeinen und Scheren ergreifen.

Anpassung an ein Leben als Filtrierer

Fächergarnelen ernähren sich als passive Filtrierer von Nahrungspartikeln, die ihnen durch die Wasserströmung zugetrieben werden. Sie müssen sich also die Nahrung nicht selbst herbeistrudeln, ihnen fliegen quasi „die gebratenen Tauben ins Maul“. Um die andriftenden Partikel abfangen zu können, haben sie auf den ersten beiden Schreitbeinpaaren Borstenfächer, die sie wie einen Regenschirm im Wasser aufspannen können. Die Fächer werden von Zeit zu Zeit eingeklappt, dann von den Mundwerkzeugen ausgekämmt und die verwertbaren Nahrungspartikel dem Mund zugeführt. Das dritte Schreitbeinpaar ist besonders kräftig entwickelt, damit können sich die Garnelen festhalten und auch in stärkster Strömung die geeignete Position zum Filtrieren einnehmen. Folgerichtig könne sie als Passive Filtrierer nur in Fließgewässer existieren.

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