Im strömenden Wasser von nährstoffreichen Bächen und Flüssen besiedelt der Süßwasserschwamm Effidacia fluviatilis festes Substrat mit rauer Oberfläche. An schattigen Stellen ist das krustenförmige Gewebe weißlich.

Deutlich hebt sich das wasserführende Kanalsystem ab. Die Kanäle münden nach außen an der Spitze des Oskularrohres, hier in Seitenansicht. Bewegungen des Schwammes sind äußerst langsam und werden erst durch die 750-fache Zeitraffung sichtbar.

Die idealisierte Darstellung eines Jungschwammes zeigt einen Zeltdachartigen, durch das Nadelskelett abgestützten Aufbau, aus dem das Oskularrohr hervorragt. Die Schwammoberfläche ist von zahlreichen Dermalporen durchsetzt,

durch die das Wasser eingesogen wird. Diesen Poren verdanken die Porifera ihren Namen. Im Längsschnitt wird der histologische Aufbau eines Süßwasserschwammes deutlich. Das eingesogene Wasser gelangt durch die Dermalporen in den vom Pinakozytenepithel gelb umkleideten Subdermalraum,

von dort über einführende Kanäle durch die weiß dargestellten Kragengeißelkammern in das ebenfalls von Pinakozytenepithel ausgekleidete ausführende Kanalsystem. Dieses mündet im Oskularrohr, durch dessen Öffnung das Wasser wieder nach außen gelangt. Der Feinaufbau eines lebenden Schwammes lässt sich am besten

an einer unter einem Deckglas gewachsenen Kultur erkennen. Dieser junge Schwamm ist aus zwei Dauerstadien, den Gemoulet, entstanden. Als Sandwichkultur ist dieser Schwamm nur 40 Mikrometer dick und das einfache System von verzweigten Kanälen ist deutlich erkennbar.

In der Zeitgraftendarstellung werden im Abstand von Stunden ablaufende rhythmische Kontraktionen sichtbar.

Der Schwamm ist vom einlagigen Pinakoderm umgrenzt. Im lockeren, kollagenfaserigen Bindegewebe, dem Mesohyl, sind die Zellen frei beweglich und transportieren Skelettnadeln. Auf diese Sandwichkultur wirkt eine stark verdünnte Tuschelösung ein.

Die Suspension gelangt durch die Dermalporen über den Subdermalraum in die einführenden Kanäle. Die Flüssigkeit durchdringt die Kragengeißelkammern und gelangt in die ausführenden Kanäle. Tuschepartikel werden von den Kragengeißelkammern zurückgehalten,

sodass sich diese innerhalb weniger Minuten verfärben.

Noch einmal der Filtriervorgang in stärkerer Vergrößerung. Eine Kragengeißelkammer besteht bei diesem idealisierten Längsschnitt aus acht Koanuzyten und zwei Konuszellen, die die Austrittsöffnung, die Apopyle, umschließen.

Rechts unten klafft zwischen den Kragengeißelzellen eine etwa fünf Mikrometer weite Einströmöffnung, die Prosopyle. Kitsubstanz verbindet die Koanuzytenkragen untereinander und mit den Konuszellen. Dadurch wird die Kragengeißelkammer in zwei Räume unterteilt.

Die Flagellen der Koanuzyten schlagen sinusförmig in einer Ebene. Die Lage der Schlagebene ist für die einzelnen Flagellen unterschiedlich und kann wechseln. Kragengeißelkammern liegen stets dicht nebeneinander aufgereiht.

Die Konuszellen bilden mit den Endopinakozyten des ausführenden Kanals die Apopylen. An den Prosopylen treten die Koanuzyten mit den Endopinakozyten des einführenden Kanals in Kontakt, die die Kragengeißelkammern bedecken und mit ihren Fortsätzen die Wandung des ausführenden Kanals erreichen können.

Zwischen den Epithelien befinden sich die totipotenten Archeozyten. Die Interzellularsubstanz besteht aus einem lockeren, kollagenfaserigen Bindegewebe, dem Mesohyl.

Verantwortlich für die Wasserströmung durch den Schwamm ist der Antrieb durch die schlagenden Flagellen und die Wasserdurchlässigkeit des Kragens. Im Querschnitt durch einen Koanuzytenkragen mit Geißel wird deutlich, dass der Kragen aus ca. 40 Mikrovili besteht, die einen Abstand von etwa 0,2 Mikrometern untereinander aufweisen. Der Kragen ist also für Wasser durchlässig,

nicht jedoch für Partikel. Die Geißel im Zentrum besitzt beiderseits ein Velum, das ihre Schlagwirkung verstärkt. Die Gesamtheit der Koanuzyten erzeugt einen starken Wasserstrom

im zuführenden Kanal. Ein Teil gelangt durch die Prosopüle in die Kragengeißelkammer. Im äußeren Teil der Kammer verteilt sich das Wasser. Es wird durch sämtliche Koanuzytenkragen gesaugt. Im ausführenden Kanal tritt das ausgefilterte Wasser mit dem der übrigen Kragengeißelkammern zusammen

und strömt schließlich mit dem Wasser anderer Kanäle zum Oskularrohr. An den basalen Abschnitten der zylinderförmigen Koanuzytenkragen werden die lichtmikroskopisch kaum sichtbaren etwa 0,5 Mikrometer großen Tuschepartikel filtriert,

phagocytiert, zur Zellbasis transportiert und in Nahrungsvakuolen angereichert. Nach etwa einer halben Stunde werden sie an Endopinakozyten des einführenden Kanals weitergegeben. Rechts im Bild.

Bereits nach einer Stunde werden die Vakuolen mit den unverdaulichen Tuschepartikeln durch die Endopinakozyten des ausführenden Kanals hindurch abgegeben.

Aufgrund elektronenmikroskopischer Befunde lassen sich die Membranflussvorgänge schematisch darstellen. Die an der Außenseite des Mikrovilikragens hängenden Partikel werden von Pseudopodien umhüllt,

phagocytiert, ins Zellinnere transportiert und an der Basis der Quanozüte zur Endopinakozyte weitergegeben. Das Membranmaterial bleibt der jeweiligen Zelle erhalten, lediglich der Vakuoleninhalt wird bei engem Zellkontakt weitergegeben.

Unverdauliche Partikel werden intracellulär auf dem kürzesten Weg in Richtung des ausführenden Kanals transportiert. Nach einer weiteren Weitergabe an die Endopinakozyten des ausführenden Kanals wird der Vakuoleninhalt exozytotisch ohne Membranverlust freigesetzt.

Eine Stunde nach der Tuscheaufnahme werden die ersten unverdaulichen Partikel aus der Egestionsöffnung geschleudert. Die Ausströmgeschwindigkeit am Oskularrohr kann mehrere Zentimeter pro Sekunde erreichen.

Im natürlichen Lebensraum werden neben Bakterien und koloidal gelösten Substanzen vor allem einzellige Algen aus dem Wasserstrom filtriert. Diese Sandwichkultur wird mit Algen der Gattung Clamidomonas gefüttert, die durch die Dermalporen im Pinakoderm in das Kanalsystem hineinströmen.

Die Dermalporen sind perzelluläre Poren. Eine Poroszelle kann ihre Öffnung schließen und bis höchstens 70 Mikrometer erweitern, wodurch ein Einsaugen großer Partikel verhindert wird. Im Vergleich zu winzigen Bakterien und Tuschepartikeln, die erst an den Kragen der Koanozyten filtriert werden,

bleiben die etwa 5 Mikrometer messenden Clamidomonas-Zellen oft schon in den Prosopülen der Kragengeißelkammern stecken.

Es dauert in der Regel nur 1 bis 2 Minuten, bis eine Koanozyte ein Pseudopodium um die Alge legt.

Wie die Dermalporen im Pinakoderm können sich auch die Prosopülen schließen. Die Algenzellen werden dann vom Pseudopodien der Endopinakozyten eingeschlossen. Bei stärkerer Zeitraffung wird die ständige Bewegung der Nahrungsvakuole innerhalb der Pinakozyte deutlicher.

Schließlich nähert sich eine Archiozyte, übernimmt die phagozytierte Algenzelle und transportiert sie ab.

Bei starkem Nahrungsangebot können phagozytierte Algenzellen auch bis zu 12 Stunden in den Endopinakozyten gespeichert werden.

Die einen Nukleolus enthaltenen Archiozyten verdauen Nahrungspartikel. Skleroblasten und Granulozyten nehmen offenbar weder am Transport noch an der Verdauung teil.

Lopozyten wie die schlanke Zelle links oben und Amöbozyten wie die Zelle in der Mitte können Nahrung transportieren und verdauen. 24 Stunden nach der Fütterung enthält diese Archiozyte neben Grünen auch kleinere braune Algenfragmente.

Mit fortschreitender Verdauung enthalten die Zellen nur noch kleine braune Fragmente in den Vakuolen. Diese unverdauten Nahrungsreste werden später in großen Vakuolen gesammelt und zu den Pinakozyten transportiert.

Sie gelangen schließlich in den ausführenden Kanal und werden nach außen gespült. Bei Nahrungsmangel werden im Verlaufe von mehreren Tagen alle Nahrungsreste ausgestoßen, sodass sich der Schwamm entfärbt.