Energiesparprogramm auf Hufen

4. November 2008, 18:56
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Ein dickes Fell allein reicht nicht: Wildbiologen fanden heraus, dass große Pflanzenfresser im Winter ihren Stoffwechsel an die Temperatur anpassen – und so ihren Energieverbrauch senken

Der Winter stellt die Tierwelt vor große Herausforderungen - Pflanzenfresser gleich in zweifacher Hinsicht: Es wird nicht nur kalt, es gibt auch wenig zu fressen, sprich wenig Möglichkeiten, sich von außen Energie zuzuführen. Nichtsdestotrotz sind selbst so unwirtliche Gegenden wie die Wälder des hohen Nordens oder die Hochplateaus Tibets von großen Huftieren besiedelt, die allesamt ausschließliche Vegetarier sind.

Wie Rothirsche über die kalte Jahreszeit kommen, untersuchen derzeit Walter Arnold und seine Mitarbeiter im Rahmen eines FWF-Projektes am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien.

Um harschen Bedingungen zu trotzen, kann ein weniger frostiger Unterschlupf aufgesucht werden, was für große Tiere jedoch nicht infrage kommt. Darüber hinaus gibt es verschiedene Varianten des physiologischen Energiesparens, die von Torpor, einer meist auf ein paar Stunden begrenzten Erstarrung, bis zum echten Winterschlaf reichen, der - etwa beim Murmeltier - mit auf bis zu ein Grad Celsius erniedrigten Körpertemperaturen einhergeht. Gleichzeitig werden auch alle anderen Körperfunktionen heruntergefahren, sodass die im Herbst angelegten Körperfettreserven das Tier bis zum Frühjahr am Leben halten.

Die großen Pflanzenfresser hingegen überstehen den Winter quasi nur mit einem Wintermantel. Dass ein dickes Fell dafür unerlässlich, aber nicht ausreichend ist, wusste man schon seit Jahrzehnten. Darüber, wie sie mit Kälte und Nahrungsmangel wirklich zurechtkommen, gab es jedoch nur Spekulationen. Arnold und sein Team fanden in den letzten Jahren heraus, dass der Stoffwechsel von Huftieren im Winter anders funktioniert als im Sommer. Säuger und Vögel verbrauchen einen großen Teil ihrer Energie für das Aufrechterhalten einer konstanten Körpertemperatur (alle anderen Tiergruppen passen sich diesbezüglich der Umgebung an), und da ist es wie beim Heizen: Je kälter es draußen ist, desto mehr Brennstoff braucht man - in diesem Fall Energie aus Nahrung oder Fettreserven.

An Rothirschen entdeckten die Wildbiologen um Arnold einen Mechanismus, der den Tieren ermöglicht, diesen Energieaufwand wesentlich zu reduzieren. Mit Miniatursendern aus eigener Entwicklung zeichneten sie über vier Jahre sowohl den Herzschlag (als Maß für die Stoffwechselrate und damit den Energieverbrauch) als auch die Unterhauttemperatur der Hirsche auf. Dabei stellte sich Erstaunliches heraus: Speziell in kalten Winternächten kühlen die äußeren Körperteile der Tiere für mehrere Stunden stark aus, an der Messstelle, unter der Haut an der Brust, auf bis zu 15 Grad. Und je länger der Zustand anhält, desto niedriger wird die durchschnittliche Herzschlagrate - selbst dann, wenn sich die Hirsche in dieser Phase bewegen, was sie allerdings nur sehr langsam tun. Im Spätwinter reduzierte sich die Herzschlagrate auf rund 40 Prozent im Vergleich zu Spitzenzeiten im Juni.

Starke Abkühlung

Vergleichbare Anpassungen fand Arnolds Gruppe auch bei Przewalski-Pferden: Deren Herz schlägt Anfang Mai rund 90-mal pro Minute, im Dezember und Jänner nur halb so oft. Und die subkutane Temperatur kann im Lauf des Jahres um fast sechs Grad Celsius schwanken. Im Unterschied zu Hirschen, die Wiederkäuer sind, schließen Pferde schwerverdauliche, faserreiche Nahrung weniger gut auf und setzen einfach auf vermehrte Futteraufnahme. Das würde ihnen theoretisch ermöglichen, auch im Winter ausreichend Energie zu gewinnen, solange genug Futter zu finden ist. Offenbar verlassen sich aber auch die Wildpferde lieber darauf, Energie auf Kosten der Körpertemperatur zu sparen.

Im derzeit laufenden FWF-Projekt verwenden Arnold und seine Mitarbeiter einen Sender, der nicht mehr implantiert werden muss, sondern den die Tiere in den Netzmagen schlucken, wo er liegenbleibt, ohne sie zu beeinträchtigen. Damit werden wieder Herzschlagrate und - diesmal innere - Körpertemperatur gemessen. Ziel ist es, den Einfluss der Jahreszeit und der Nahrung auf diese beiden Faktoren im Jahreslauf zu überprüfen. Dafür werden 16 Hirschkühe vier Wochen lang zusätzlich zur Naturnahrung im Gehege mit so viel Pellets versorgt, wie sie wollen, dann bekommen sie vier Wochen lang nur 20 Prozent der gefressenen Pelletsmenge zusätzlich und schließlich wieder vier Wochen lang "all you can eat" .

Erste Ergebnisse zeigen, dass es im Winter auch zu einer Absenkung der inneren Körpertemperatur und der Herzschlagrate kommt. In den vier mageren Wochen erfolgt diese Reaktion sogar noch stärker, im Sommer dagegen nicht.

Die Forscher vermuten, dass es eine von der Tageslänge ausgelöste umfassende Umstellung auf einen physiologischen Winterzustand gibt und dass die Hirsche in diesem Status imstande sind, niedrigere Körpertemperatur zu tolerieren, ihren Energieverbrauch zu senken und so auch mit spärlichen Reserven durch den Winter zu kommen. (Susanne Strnadl/DER STANDARD, Printausgabe, 05.11.2008)

  • Kalt und wenig zu essen: Im Winter haben es besonders die Vegetarier unter den Tieren, wie etwa Hirsche, schwer. Wie sie den harschen Bedingungen trotzen, untersuchen Forscher mittels mehrjähriger Messungen von Körpertemperatur und Herzschlagrate.

    Kalt und wenig zu essen: Im Winter haben es besonders die Vegetarier unter den Tieren, wie etwa Hirsche, schwer. Wie sie den harschen Bedingungen trotzen, untersuchen Forscher mittels mehrjähriger Messungen von Körpertemperatur und Herzschlagrate.

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