Die vierte Abteilung des Paläozoikums, das Devon, auch bekannt als das „Zeitalter der Fische“, fand vor 416 Millionen bis 359,2 Millionen Jahren statt. In dieser Zeit entwickelten sich die Fische und wurden zahlreich, darunter der Piramboia (Lepidosiren paradoxa), eine Art, die im Amazonas- und im Plata-Becken vorkommt und die Fähigkeit besitzt, Sauerstoff aus der Luft und nicht aus dem Wasser aufzunehmen.
Tatsächlich gab es zu dieser Zeit bereits Lungenfische, und der heutige Piramboia in Südamerika ist seinen Vorfahren sehr ähnlich. Fossilen Aufzeichnungen und Studien zur Paläontologie und Evolution zufolge lebten die Vorfahren der heutigen Piramboias in flachen Gebieten, sowohl in Süß- als auch in Brackwasser. Der Grund dafür war die zunehmende „Aridisierung“ der Landgebiete zu jener Zeit, was bedeutete, dass viele Orte mit Wasser unter periodischen Dürreperioden litten.
Angesichts dieses Wassermangels musste die Gruppe der Knochenfische, zu der die Piramboia gehört und die in Anspielung auf ihre „Doppelatmung“ Dipnoi oder Dipnóicos genannt wird, die terrestrische Umwelt auf der Suche nach Orten mit Wasser erkunden. „Hier begann wahrscheinlich der Übergang vom Leben im Wasser zum Leben an Land mit dem Auftauchen der ersten Amphibien, die sich wahrscheinlich aus den Vorfahren der Lungenfische (wissenschaftlich gesehen aus der Gruppe der Fische mit ‚gelappten Flossen‘, den Sarkopterygiern) entwickelt haben“, erklärt Unesp-Professor und Koordinator des Labors für Ichthyologie und Erhaltung neotropischer Fische Domingos Garrone. Aus diesem Grund gelten Lungenfische wie die Piramboias als die wichtigsten „Modelle“ für die Untersuchung der Verbindung zwischen Fischen und Amphibien und folglich der Evolution der Tetrapoden.
Wie die Atmung in Dürreperioden erfolgt
Da es sich um Lungenfische handelt, können Piramboias lange Zeit außerhalb des Wassers bleiben. Nach Angaben des Professors und Doktors der Zoologie Domingos Garrone schätzt man, dass der Piramboia, den wir in Brasilien haben, etwa 6 Monate lang an der Oberfläche bleiben kann, aber es fehlen noch konkretere Studien. Der Afrikanische Lungenfisch (Protopterus annectens) hingegen kann 2 bis 3 Jahre außerhalb des Wassers bleiben, da er einen Schleimkokon bildet, der seinen Körper während der Ästivation in der „Höhle“ umgibt.
Der Forscher weist darauf hin, dass das Integument (die Haut) dieser Tiere, obwohl sie eine Zeit lang ohne Wasser leben können, unter dem Wassermangel leiden und austrocknen kann. Aus diesem Grund vergraben sie sich im Schlamm, wenn die Orte, an denen sie normalerweise leben, wie Lagunen und Sümpfe, austrocknen. „Die Eingänge zu diesen ‚Höhlen‘ sind mit Lehm verschlossen, so dass einige Löcher für die Luft übrig bleiben.
Da die Kiemen der Piramboias sehr klein sind, können sie atmosphärische Luft durch ihre funktionellen Lungen atmen, die den Lungen einiger Landwirbeltiere, wie Reptilien und Säugetiere, sehr ähnlich sind. Der Unterschied besteht darin, dass die Lungen der Piramboia im vorderen Teil miteinander verschmolzen sind, während sie bei anderen Tieren stärker geteilt sind“.
Professor Domingos Garrone erklärt außerdem, dass Piramboias auch über ihre Kiemen und ihre Haut Gase austauschen können, dass aber die Lungenatmung das Hauptmittel ist, um Sauerstoff zu gewinnen. Während dieser Phase gehen die Piramboias in einen Zustand über, der als „Ästivation“ bezeichnet wird, d. h. sie bleiben in einem Zustand geringer Stoffwechselaktivität. „Manche Leute verwenden den Begriff ‚Winterschlaf‘, aber das ist falsch, denn dieser Begriff bezieht sich auf einen Zustand geringer Stoffwechselaktivität, der während sehr kalter Perioden auftritt.
Bei den Piramboia ist das Gegenteil der Fall, denn die Trockenzeit ist in der Regel sehr heiß, weshalb der richtige Begriff Ästivation lautet“, erklärt Domingos. Obwohl der Stoffwechsel dieser Tiere stark reduziert ist, liefert eine Art Verdauung der Muskeln im Körper der Piramboia ein wenig Energie, um das Überleben zu sichern, was nach Ansicht des Professors in der Welt der Fische recht ungewöhnlich ist.
Viele Menschen verwechseln die Piramboia mit dem Synbranchus marmoratus, auch Schlangenfisch oder Süßwasseraal genannt. Professor Domingos betont jedoch, dass sie nicht verwandt sind und sogar zu unterschiedlichen taxonomischen Gruppen gehören. „Das Einzige, was sie gemeinsam haben, ist, dass sie beide Knochenfische mit einer länglichen Körperform sind, die an eine Schlange erinnert. Synbranchus zum Beispiel haben keine Lungen wie Piramboias“, sagt er.
Domingos zufolge sind Synbranchus in der Lage, in Situationen, in denen das Wasser wenig gelösten Sauerstoff enthält, Luft aus der Atmosphäre zu nutzen. „Dies geschieht durch eine Spezialisierung ihrer Mundhöhle, die ihnen eine so genannte akzessorische Luftatmung ermöglicht und nicht eine obligatorische Luftatmung wie bei den Piramboias“, erklärt der Professor.
Körperbau
Piramboias sind Fische mit einer länglichen, aalähnlichen Körperform und einer dunklen, fast schwarzen Farbe. Die Brust- und Beckenflossen haben eine längliche Form in Form von Fäden, ohne die typischen Flossenstrahlen der meisten Knochenfische. Nach Angaben von Domingos können sie eine Gesamtlänge von bis zu 1,5 Metern erreichen. Die Rückenflosse ist mit der Schwanz- und der Afterflosse verschmolzen und bildet eine einzige Struktur von der mittleren bis zur hinteren Körperregion.
Ernährung
Piramboias sind überwiegend Fleischfresser, die sich von Fischen, Krustentieren, Muscheln wie Muscheln und Austern und Insekten ernähren. Jungtiere bevorzugen aquatische Insektenlarven, aber wenn sie sich weiterentwickeln, beginnen sie, andere Nahrungsquellen zu erkunden, einschließlich Algen und Pflanzenstängel auf dem Land. „Piramboias sind Fische, die im Erwachsenenalter sehr starre Zahnplatten haben und einen Großteil ihrer Nahrung zunächst durch Saugen aufnehmen“, analysiert Professor Domingos.
Fortpflanzung
Domingos Garrone erklärt, dass es Daten über Piramboias im Amazonasgebiet gibt, die darauf hindeuten, dass die Fortpflanzung während der Flutzeit stattfindet. In diesem Fall bilden die Piramboias Paare, wobei Männchen und Weibchen eine bis zu 1,5 Meter tiefe Höhle graben, in der sie ein Nest mit Pflanzenresten bauen.
Männchen und Weibchen geben ihre Geschlechtszellen ins Wasser ab und legen Eier nieder. Von da an verlassen die Weibchen die Männchen und nur die Männchen kümmern sich um die Eier und später um die Jungtiere. „Studien deuten darauf hin, dass die Männchen kiemenartige Strukturen in ihren Beckenflossen entwickeln, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen und Kohlendioxid im Inneren der Höhle zu absorbieren“.
Diese Fäden, so der Forscher, verschwinden nach dem Ende der Brutzeit. Ihm zufolge ähnelt das Aussehen der jungen Piramboias den Kaulquappen von Anuran-Amphibien, mit äußeren Kiemen. Nach etwa sieben Wochen beginnen sich diese äußeren Kiemen zurückzuziehen, und von da an ist die Lungenatmung die vorherrschende Form des Gasaustauschs.
Entdeckung der Piramboia
Die Piramboia wurde erstmals anhand von zwei Exemplaren beschrieben, die der österreichische Naturforscher Johann Natterer während seiner 18-jährigen Expedition nach Brasilien (1817-1835) gesammelt hatte. Johann Natterer war Forscher am Wiener Museum und reiste mit der Erzherzogin von Österreich, Maria Leopoldina, um Material über die brasilianische Artenvielfalt zu sammeln, darunter Mineralien, Samen und Tiere.
Unter den zahlreichen Arten, die er fand, wurde eine der kuriosesten im Amazonasgebiet entdeckt. Als die beiden Exemplare 1837 in Österreich eintrafen, wurden sie vom Zoologen Leopold Fitzinger untersucht und beschrieben, der sie Lepidosiren paradoxa nannte, eine Mischung aus Griechisch und Latein.
