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Der Stand by-Modus der Natur

Wie Tiere Energie sparen

DVD © SXC

Fast jeder Fernseher, DVD-Player oder Drucker besitzt heute einen „Stand by-Modus“. Dieser garantiert ein Optimum an Benutzerfreundlichkeit, er ist aber wegen des relativ hohen Energieverbrauchs auch in die Kritik geraten. Sehr viel effektiver und umweltfreundlicher arbeitet da schon der Bereitschafts-Zustand der Winterschläfer.

Sparmaßnahmen sichern Überleben

In diesem Sparprogramm der Natur werden wichtige Lebensfunktionen drastisch heruntergefahren. So atmet beispielsweise der Igel statt 50 Mal nur ein bis zwei Mal pro Minute, das Herz schlägt viel seltener als sonst und auch die Körpertemperatur erreicht mit höchstens 8°C Minimalwerte. Folge: viele Stoffwechselprozesse kommen nahezu zum Erliegen, der Energieverbrauch sinkt. Dennoch ist die lange Ruhephase kräftezehrend. Viele Winterschläfer haben bis zum Frühling trotz angefressener Fettreserven bis zu einem Drittel oder mehr an Körpergewicht verloren.

Jede hat eine individuelle Strategie

Aber Winterschlaf ist nicht gleich Winterschlaf. Denn so unterschiedlich wie die Tiere, die auf dieses Prinzip setzen, so unterschiedlich ist auch ihr Schlafverhalten – inklusive aller physiologischen Anpassungen. Denn wie oft die winterliche Siesta unterbrochen wird, wie hoch oder niedrig die Herz- oder Atemfrequenz sind, ist von Art zu Art unterschiedlich. Das Ergebnis jedoch ist immer das Gleiche: Die Winterschläfer schaffen es mit ihrer ganz individuellen Strategie erfolgreich zu überleben, um dann im Frühling wieder zu neuem Leben zu erwachen.

Alpenmurmeltier (Marmota marmota) © François Trazzi / GDL

Kollektiver Winterschlaf

Eine zusätzliche, wirkungsvolle Strategie gegen die Kälte und die widrigen Bedingungen haben im Laufe der Evolution die Murmeltiere entwickelt: Sie schlafen häufig im „Team“. Wissenschaftler sprechen bei diesem Phänomen von einem sozialen Winterschlaf.

Die mit knapp einen Meter Länge erstaunlich großen Nager verfolgen damit gleich ein doppeltes Ziel. Denn wenn sie sich im Winter in Gruppen zu 20 Tieren oder mehr in einem Bau zusammenrollen, können sie sich gegenseitig wärmen und dadurch zusätzlich Energie sparen. Die Murmeltiere sichern auf diese Weise aber auch das Überleben ihres Nachwuchses, dem nach der Geburt nur wenig Zeit bleibt, um Fettdepots für den Winterschlaf anzulegen.

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Auch Organschrumpfen spart Energie

Doch das kollektive „Schlafkoma“ ist längst nicht das einzige Markenzeichen der Murmeltiere. Dies haben Wissenschaftler des Instituts für Wildtierbiologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien (VUW) im Jahr 2005 herausgefunden. Sie konnten zeigen, dass bei diesen Geschöpfen einige wichtige, aber akut nicht benötigte innere Organe während des Winterschlafs um ein Drittel oder sogar die Hälfte einschrumpfen. Dazu gehören Darm, Magen, Nieren und Leber.

Auf diese Weise vermindern sich sowohl die Energieverluste beim „Leerlauf“ der Organe weiter als auch solche, die durch das Hochfahren der Lebensfunktionen in den Aufwachphasen entstehen.

Winterlandschaft © SXC

„Durch die Reduktion ihres Gastrointestinaltrakts verringerten Murmeltiere ihren Grundumsatz im Frühjahr um rund 20 Prozent, zu einer besonders kritischen Jahreszeit also, in der die Fortpflanzungstätigkeit ein Ende des Winterschlafs erzwingt, die Nahrung im alpinen Lebensraum aber noch knapp ist“, beschreiben die Forscher die Vorteile dieser Anpassung in einem Beitrag für die 3sat-Sendung „nano“ – ein klarer Fall von Energieeffizienzklasse A.

Aber damit nicht genug. Denn die Murmeltiere sorgen in Sachen Winterschlaf noch für ganz andere Überraschungen…

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Inhalt des Dossiers

Rätsel Winterschlaf
Wie Tiere die kalte Jahreszeit überbrücken

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