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Wachstum und Altersschätzung

Anders als Knochenfische wachsen die meisten Knorpelfische sehr langsam und werden normalerweise erst mit sechs bis 18 Jahren oder noch später geschlechtsreif.

Jeder mehrzellige Organismus kennt als biologisches Phänomen den natürlichen Tod. Während die Körperzellen als Leiche zurückbleiben, leben die Zellen der Keimbahn in der nächsten Generation weiter. Über den Mechanismus des Alterungsprozesses, der schliesslich zum Tod führt, ist wenig bekannt. Sicher tragen Abnützungserscheinungen und die Akkumulation von Endprodukten des Stoffwechsels dazu bei. Auch genetische Prozesse wie Mutationen, die zum Beispiel Krebs verursachen, tragen zur Alterung bei. Grundsätzlich gehört auch der Tod zum genetischen Entwicklungsprogramm eines Organismus.

Für jede Tierart ist eine mittlere Lebensdauer charakteristisch. Diese beträgt beispielsweise für Riesenschildkröten 300, für Elefanten 70−90 und für Ratten drei Jahre. Manche Tiere sterben kurz nach ihrer einmaligen Fortpflanzung. Dagegen wird der Tod bei Tieren, die sich in ihrem Leben mehrmals fortpflanzen, durch allmähliches Altern vorbereitet. Die Reproduktion kann dabei lange vor dem Lebensende eingestellt werden.

Die Fragen, wie alt Knorpelfische durchschnittlich oder maximal werden und welche Alterungsprozesse bei ihnen letztendlich zu einem natürlichen Tod führen, sind − wie viele Aspekte ihrer Biologie − nicht geklärt. Haibiologen beschäftigen sich vor allem mit der Altersschätzung von Knorpelfischarten. Dabei kann sich die Schätzung auf die maximale Lebensdauer des Organismus, aber auch auf die Zeit der Geschlechtsreife beziehen. Diese Parameter sind für populationsdynamische Modelle unerlässlich.

Grundsätzlich werden zur Bestimmung des Wachstums und der Altersabschätzung Hartteile wie Wirbel oder Dornfortsätze untersucht. Der Prozess der Altersschätzung erfolgt im Wesentlichen nach folgenden Schritten: Sammlung der Hartteile, Präparation der Hartteile für die Alterschätzung, eigentliche Altersschätzung, anschliessende Prüfung der Verlässlichkeit des Resultats und schliesslich Interpretation respektive Wachstumsmodellierung.

Wirbelkörper von Knorpelfischen, aber auch die Dornen der Rückenflossen zeigen bei entsprechender Präparation unter dem Mikroskop Strukturen, die Jahresringen gleichen. Bei einem Jahresring handelt es sich − zumindest in der Theorie − um ein schmales und ein breites Band, die zusammen das Wachstum während eines Jahrs repräsentieren. Das schmale Band steht für das Winterwachstum, das breite Band für dasjenige des Sommers. Die Jahresringe können gezählt werden und erlauben eine Altersschätzung. Damit diese Strukturen unter dem Lichtmikroskop sichtbar werden, muss dem Tier vorgängig eine Substanz (beispielsweise Tetrazyklin) injiziert werden. Bei älteren Individuen kann diese Methode allerdings problematisch sein, da die Ringe gegen den Rand des Wirbelkörpers hin enger stehen und somit nur schwierig auseinander gehalten werden können. Dies kann zu einer Unterschätzung des Alters führen. Zudem variiert die Anzahl der Ringe je nach Region der Wirbelsäule. Ungeklärt ist auch, inwieweit ein sichtbares Band tatsächlich ein Jahr repräsentiert. Das Wachstum des Individuums ist neben biotischen auch von abiotischen Faktoren wie der Temperatur abhängig. Somit spielen der Lebensraum des Tiers und auch die dort anzutreffende Temperaturvariation im Verlauf der Jahreszeiten eine Rolle.

Es gibt auch andere Möglichkeiten zur Alterschätzung bei Knorpelfischen. Von Arten, die in Aquarien gehalten werden, können Wachstumskurven erstellt werden, die Auskunft über das Alter eines Tiers geben. Eine erst kürzlich eingeführte Methode arbeitet mit Radiokarbon (14C), einem Kohlenstoff−Isotop, dessen Konzentration in den Weltozeanen in den 50er− und 60er−Jahren aufgrund der atmosphärischen Atombombentests massiv zunahm. Radiokarbon lagert sich in Hartteilen, beispielsweise Korallen, aber auch in Knochen und Knorpel von Fischen ein. Hartteile von Fischen vor der Mitte der 50er−Jahre weisen dementsprechend geringe Mengen an 14C auf, wohingegen solche gegen Ende dieser Zeitspanne bis in die 60er−Jahre hohe Konzentrationen enthalten. Dieser Marker kann mit Hilfe entsprechender Analysemethoden zur Schätzung der Jahresringformation oder des absoluten Alters eines Organismus herangezogen werden.

Sämtliche Studien über das Alter von Knorpelfischen zeigen, dass Haie, Rochen und Chimären im Verhältnis zu den Knochenfischen spät geschlechtsreif werden und ein hohes Alter erreichen. Die Schätzungen variieren allerdings von Art zu Art. So wird beim Blattschuppen−Schlinghai (Centrophorus squamosus) das Alter der Geschlechtsreife bei einer maximalen Lebensdauer von 70 Jahren auf 45 Jahre geschätzt. Haie der Ordnung Lamniformes scheinen im Alter von 5 bis 10 Jahren geschlechtsreif und zwischen 20 und 30 Jahre alt zu werden. Für den Bullenhai wird die Geschlechtsreife auf 20 Jahre und das maximale Alter auf 30 Jahre geschätzt. Die Faktoren Geschlechtsreife und Alter haben weitgreifende Konsequenzen für die Ökologie, aber auch für die Nutzung dieser Tiere durch den Menschen.


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