Erstaunliche Entdeckungen: Tiere, die ihre Körperwärme zur Arterhaltung kontrollieren

Vereinigte Staaten - Ekhbary Nachrichtenagentur

Erstaunliche Entdeckungen: Tiere, die ihre Körperwärme zur Arterhaltung kontrollieren

In einer Welt, in der Stabilität oft als biologische Norm wahrgenommen wird, enthüllt die Wissenschaft bemerkenswerte Überlebensstrategien bei verschiedenen Tierarten. Während die meisten von uns und viele warmblütige Tiere eine stabile Körpertemperatur aufrechterhalten – ein Phänomen, das als Homöothermie bekannt ist – beleuchtet eine neue Forschungswelle eine faszinierende alternative Strategie: die Heterothermie. Diese Fähigkeit, die es Tieren ermöglicht, ihre Innentemperatur über variable Zeiträume von wenigen Minuten bis zu mehreren Wochen aktiv zu verändern, verschafft ihnen einen entscheidenden Vorteil, um widrige Umgebungen zu überstehen, seien es verheerende Stürme, plötzliche Überschwemmungen oder die ständige Bedrohung durch Raubtiere.

Historisch gesehen galt die Fähigkeit, eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, als Schlüsselmerkmal von Säugetieren und Vögeln. Frühe Beobachtungen, wie die des britischen Arztes und Wissenschaftlers Charles Blagden im Jahr 1774, begannen jedoch, komplexere Phänomene anzudeuten. Blagden führte kühne Experimente durch, indem er sich Umgebungen mit extrem hohen Umgebungstemperaturen von über 90°C aussetzte und es dennoch schaffte, seine eigene Körpertemperatur bemerkenswert stabil bei etwa 37°C zu halten. Diese bahnbrechenden Experimente legten den Grundstein für ein differenzierteres Verständnis der Thermoregulation.

Heute, während die Homöothermie bei vielen Arten nach wie vor eine dominante Strategie ist, werden Ausnahmen zunehmend erforscht und verstanden. Der Fettschwanz-Zwerglemu, zum Beispiel, kann innerhalb eines einzigen Tages Körperschwankungen von fast 25°C (45°F) aufweisen. Diese drastischen Veränderungen sind keine bloßen Anomalien, sondern ausgeklügelte physiologische Anpassungen, die es dem Tier ermöglichen, Energieressourcen zu verwalten und unter schwierigen Bedingungen zu überleben.

Heterothermie, die Fähigkeit, die Körpertemperatur zu variieren, ist eine evolutionäre Strategie, die zunehmend Anerkennung findet. "Weil wir homöotherm sind, gehen wir davon aus, dass alle Säugetiere so funktionieren wie wir", erklärt Danielle Levesque, eine Ökophysiologin für Säugetiere an der University of Maine. Jüngste technologische Fortschritte, insbesondere bei der Verfolgung kleiner Tiere und der Überwachung ihrer Stoffwechselrate in freier Wildbahn, haben jedoch das enthüllt, was Levesque als "viel mehr Seltsamkeit" bezeichnet. Diese technologischen Sprünge ermöglichen es Forschern nun, diese weniger konventionellen physiologischen Anpassungen mit beispielloser Detailgenauigkeit zu beobachten und zu verstehen.

Eine der extremsten und am besten untersuchten Formen der Heterothermie ist der klassische Winterschlaf. Diese Strategie wird hauptsächlich eingesetzt, um Energie während der langen und harten Winter der Nordhalbkugel zu sparen. Tiere, die Winterschlaf halten, durchlaufen Perioden tiefer Torpor ("deep torpor"), die durch eine signifikante Verlangsamung des Stoffwechsels und einen drastischen Abfall der Körpertemperatur, manchmal nahe dem Gefrierpunkt, gekennzeichnet sind. Dieser extreme Zustand stellt jedoch nur ein Ende eines breiten Spektrums von Thermoregulationsstrategien dar.

Wissenschaftler vermuten nun, dass viele Säugetiere kürzere Episoden von "flacher Torpor" ("shallow torpor") nutzen können. Diese ist lose als eine weniger ausgeprägte Reduzierung des Stoffwechsels und geringere Temperaturschwankungen definiert, die nach Bedarf der Umgebung eingesetzt werden. Dies deutet darauf hin, dass Torpor eine breitere Palette von Funktionen erfüllt, als bisher angenommen. Der vergleichende Physiologe Fritz Geiser von der University of New England in Australien merkt an: "Es ist extrem kompliziert. Es ist viel interessanter als Homöothermie."

Die Anpassungsfähigkeit der Heterothermie wird durch die australischen östlichen Langohr-Fledermäuse eindrucksvoll veranschaulicht. Forschungen von Mari Aas Fjelldal, einer Fledersmausebiologin, die Miniatursender zur Aufzeichnung der Hauttemperatur von 37 freilebenden Fledermäusen verwendete, zeigten, dass diese Tiere ihre Torpor-Nutzung basierend auf täglichen Wetterveränderungen anpassen. Während sie bei Kälte erwartungsgemäß länger in Torpor verfielen, nahmen sie auch bei zunehmender Windgeschwindigkeit und Regen häufiger Torpor in Anspruch. Fjelldal und Kollegen berichteten in *Oecologia* (2021), dass dieses Verhalten sinnvoll ist: Wind und Regen erhöhen die Energiekosten des Fliegens – eine große Herausforderung für diese winzigen Kreaturen, die weniger wiegen als eine kleine Tafel Schokolade – und erschweren die Nahrungssuche nach Insekten und machen sie energieaufwändiger.

Noch überraschender sind Berichte über trächtige Hoary-Fledermäuse, die während unvorhersehbarer Frühlingsstürme in Torpor verfallen. Dieses physiologische Manöver setzt ihre Schwangerschaften effektiv aus. "Das bedeutet, dass sie bis zu einem gewissen Grad entscheiden können, wann sie gebären", erklärt Fjelldal, "was sehr praktisch ist, wenn man in einer Umgebung lebt, die im Frühling ziemlich rau sein kann." Da die Milchproduktion metabolisch kostspielig ist, bietet die Verzögerung der Geburt, bis Nahrungsressourcen zuverlässiger verfügbar sind, sowohl für Mutter als auch für Jungtier einen erheblichen Überlebensvorteil.

Andere Arten, wie der Zuckergleiter (sugar glider) – ein kleines, rosanases Beuteltier, das mit Hautmembranen durch die Bäume gleitet – nutzen selten Torpor, können sie aber bei schweren Wetterereignissen nutzen. Während eines Kategorie-1-Zyklonereignisses mit Windgeschwindigkeiten von fast 100 km/h und erheblichen Niederschlägen wurden diese Tiere beobachtet, wie sie in ihren Baumhöhlen blieben, wobei viele in Torpor verfielen. Ihre Körpertemperatur sank von typischen 34,5°C (94,1°F) auf durchschnittlich etwa 19°C (66°F), laut den Ergebnissen von Geiser und seinen Kollegen.

Ebenso dokumentierten Forscher in einer Laboreinstellung eine ungewöhnliche mehrtägige Torpor-Periode bei einer goldenen Stachelmaus nach einem versehentlichen Überschwemmungsereignis, wobei ihre Körpertemperatur einen Tiefststand von etwa 24°C (75°F) erreichte.

Diese flexible Nutzung von Torpor ermöglicht es Heterothermen, katastrophale Ereignisse "auszusitzen". Im Gegensatz dazu können homöotherme Arten, die ihre Stoffwechselanforderungen an Nahrung und Wasser nicht leicht reduzieren können, unter solch extremen Bedingungen weniger widerstandsfähig sein. "Vielleicht gibt es kein Essen, vielleicht kein Wasser, es könnte sehr heiß sein", bemerkt die Ökophysiologin Julia Nowack von der Liverpool John Moores University, Mitautorin der Zuckergleiter-Studie. Sie betont, dass Torpor, insbesondere in tropischen Umgebungen, durch "viele verschiedene Auslöser" ausgelöst werden kann.

Über Umweltdruck hinaus können auch Bedrohungen wie Raubtiere Tiere dazu veranlassen, in Torpor zu verfallen. Der essbare Siebenschläfer (edible dormouse) zum Beispiel nutzt manchmal lange Torpor-Perioden im frühen Frühling, um Zeiten knapper Nahrung zu überstehen.

Diese faszinierenden Anpassungen unterstreichen die fortlaufenden Entdeckungen bei tierischen Überlebensstrategien. Das Studium der Heterothermie vertieft nicht nur unser Verständnis der Evolutionsbiologie, sondern bietet auch potenzielle Einblicke in Resilienz und Anpassung angesichts wachsender Umweltherausforderungen.

Ekhbary Nachrichtenagentur