Ctenophores

Giglio course – May-June 2026

Gáspár Jékely

Centre for Organismal Studies, Heidelberg University

@jekely@biologists.social

Eukaryotic cilia

Emelie Brodrick

Ciliated zooplankton larvae

Coral larvae – monociliated cells

Emelie Brodrick


Hannah Laeverenz



Rebecca Poon & Kirsty Wan

Multiciliary bands

with Kirsty Wan, LSI Exeter

  • basal-body spacing: 0.35-0.55 μm

Modelling ciliated larvae

The non-bilaterian Metazoa

Ctenophora

Ernst Haeckel, Kunstformen der Natur (1904), plate 27: Ctenophorae

Ctenophora (Rippenquallen)


    1. Pleurobrachia bachei
    1. Mnemiopsis leidyi
    1. Beroe gracilis mit Pleurobrachia pileus im Magen
    1. Thalassocalyce inconstans
    1. Coeloplana astericola (gelb-braun mit dünnen verzweigten Tentakeln) auf einem Seestern
  • Traditionell Teil der Coelenterata
  • Cteno-phora: von kteis = Kamm [Genitiv ktenos] und pherein = tragen, griech.

Bolinopsis

  • Irideszenz (von iris = Regenbogen, griech.)

Ctenophores

Bolinopsis mikado

Shimoda Marine Station, 2024

Ctenophora

Pleurobrachia Cydippea

  • marine Hermaphroditen (im Meer lebende Zwitter)
  • Entwicklung über ein freischwimmendes Cydippea-Stadium
  • zwei Epithelschichten (Epidermis oder Ektoderm und Gastrodermis oder Endoderm)
  • dazwischen eine dicke geleeartige Mesogloea
  • 8 Wimperplatten
  • Colloblasten (von collo = Kleb, blastos = Sproß, griech.) mit Klebekörperchen
  • subepitheliales Nervennetz

Ctenophora - Pleurobrachia

  • oral-aborale Achse (oraler Pol mit der Mundöffnung)
  • zwei Tentakel mit Seitenästen (Tentilla), die Klebezellen (Kolloblasten) tragen
  • Kanalsystem für Nahrungsverteilung
  • Wimperplatten

Ctenophora - Symmetrie

  • biradiale Symmetrie
  • zwei orthogonale Symmetrieebenen: Sagittalebene und Tentakel-Ebene

Ctenophora - Comb plates

  • Wimperplatten aus mehreren zusammengeklebten Zilien
  • “compartmenting lamellae”
  • Zilien schlagen zusammen als eine Platte

  • effizientes Schwimmen
  • die größten Organismen mit ziliärer Fortbewegung
  • Ctenophora-spezifische Proteine verbinden die Zilien miteinander

Ctenophora - Comb plates

Wimperplatten

Ctenophora - Nahrungsverteilung

  • Kanalsystem für Nahrungsverteilung

Ctenophora - Muscles

  • parietale glatte Muskelfasern (rot) formen ein lockeres Netzwerk mit gekreuzten Fasern
  • das Nervennetz (grün) ist in polygonalen Einheiten organisiert und bedeckt die gesamte Oberfläche der Körperwand

Ctenophora - Nervous system

  • Neuronen im subepithelialen Nervennetz haben eine durchgehende Plasmamembran
  • bilden ein Syncytium (eine mehrkernige Zelle, entstanden durch die Verschmelzung von einzelnen Neuronen) [von syn = zusammen und kytos = Gefäß, griech.]
  • Sinneszellsynapsen auf dem Nervennetz für die Kommunikation der Zellen untereinander

Ctenophora - Statocyst

  • Gleichgewichtsorgan - Statocyste (von státos = stehend und kystis = Blase, griech.)
  • wenn Tiere die Orientierung in der Wassersäule wechseln, bewegt sich das Körnchen (Statolith [lithos = Stein]) und knickt andere Zilien um
  • dies erzeugt Veränderungern im Wimpernschlag auf der gegenüberliegenden Körperseite
  • apikales Organ am aboralen Pol

Ctenophora - Statocyst

The ctenophore gravisensory organ

Kei Jokura

Kei Jokura

The ctenophore gravisensory organ

Balancer – a bundle of cilia supporting a statolyth

The beating of balancer cilia depends on body orientation

The beating of balancer cilia is coordinated by a nerve net

High-speed imaging of balancer cilia

  • regular arrests of ciliary beating

Synchronisation of balancer cilia

Connectome of the ctenophore balancer

  • global neuronal coordination
  • synchronisation of arrests
  • synchronisation of re-beat
  • synchronisation of beat frequency

Acknowledgements

  • Alexandra Kerbl
  • Karel Mocaer
  • Sanja Jasek
  • David Hug
  • Jules Duruz
  • Mateusz Kostecki
  • Benedikt Dürr
  • Kata Szabó
  • Emily Savage
  • Simone Wolters
  • Anja Ciprianidis
  • Kevin Urbansky

Alumni

  • Kei Jokura (NIBB, Okazaki)
  • Luis Bezares (LBDV, Villefranche-sur-mer)
  • Luis Yanez-Guerra (Uni Sussex)
  • Emelie Brodrick (Sussex)
  • Csaba Verasztó (EPFL)

Facilities

  • Réza Shahidi
  • Charlotta Funaya
  • Ulrike Engel