Das rätselhafte Atmen des Steppenwarans

11. Dezember 2013, 19:19
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Forscher entdecken, dass die Atmung des Schuppenkriechtiers in einer einzigen Richtung verläuft. Die Anfänge dieses Atemsystems müssen womöglich um 20 Millionen Jahre vordatiert werden

London – Auch in Sachen Atmung sollte man nicht vom Menschen auf andere Tiere schließen. Wenn wir einatmen, wird die Luft bis in die Lungenbläschen geleitet. Dort nimmt das Blut den Sauerstoff auf und die verbrauchte Atemluft macht sich auf dem gleichen Weg wieder auf den Rückweg. Der Nachteil: Zuerst muss die alte Luft hinaus, ehe wir wieder einatmen können.

Wenn hingegen Vögel atmen, dann verarbeiten sie die Luft in Lungen und zusätzlich in sogenannten Luftsäcken. Die Luft wird in Art "Einbahnstraße" durch die Atmungsorgane geleitet, ehe sie wieder ausgeatmet wird, was effizienter ist. Der evolutionäre Grund dafür: Vögel fliegen oft genug in Höhen, wo die Luft nicht sehr sauerstoffreich ist. Außerdem muss dafür der Brustkorb nicht erweitert werden.

Doch nicht nur Vögel, auch Alligatoren und Krokodile atmen nach diesem Prinzip, wie man seit 2010 weiß. Diese Reptilien können durch besondere Anpassungen der übergroßen sackartigen Lunge und eben der "Einbahnstraßenatmung" mehr Sauerstoff als andere Kriechtiere aufnehmen, was sie zu einer aktiveren Lebensweise und größerer Leistung befähigt. Das ließ Forscher darauf schließen, dass diese Art der Atmung bereits unter Dinosauriern verbreitet war.

Eine neue Studie wirft freilich noch einmal neues Licht auf diese ungewöhnliche Atemtechnik: US-Forscher um Biologin Emma Schachner (University of Utah) haben sie nämlich überraschenderweise auch beim Steppenwaran entdeckt, einem bis zu einem Meter langen Schuppenkriechtier, das in Afrika beheimatet ist. Die Luft fließt im Bronchialsystem des Kriechtiers von einer Lungenkammer zur nächsten und wird nach dem Durchgang durch fast die komplette Lunge wieder ausgeatmet.

Damit besitzt auch der Steppenwaran eine Art Einbahnstraßen-Atmung. Das wiederum bedeutet, dass deren evolutionärer Ursprung älter sein dürfte als bisher angenommen. Die bisherigen Theorien, die auf den Erkenntnissen über die Krokodilatmung basierten, gingen davon aus, dass die bloße Einatmung mit den Archosauriern vor 250 Millionen entstand, aus denen die Vögel, Krokodile und auch die Dinosaurier hervorgingen. Doch Steppenwarane gehören evolutionsgeschichtlich zu den Lepidosauriern, und die sind noch einmal 20 Millionen Jahre älter als das Schwester-Taxon.

Das lässt nun zwei Schlussfolgerungen zu, so Schachner und Kollegen im Fachmagazin "Nature": Entweder ist die Einbahnstraßenatmung schon vor 270 Millionen Jahren entstanden, also 100 Millionen Jahre vor den Vögeln. Oder sie ist eine konvergente Entwicklung, die bei Archosauriern und eben auch bei dem einen oder anderen Lepidosaurier auftrat. (Klaus Taschwer, derStandard.at, 11.12.2013)

  • Ein Steppenwaran, darunter ein 3D-Modell von Skelett und Lunge des Tier sowie seines Bronchialsystems. Die Pfeile zeigen den Weg, den die Atemluft durch dieses System nimmt.
    foto: cheryl ertelt

    Ein Steppenwaran, darunter ein 3D-Modell von Skelett und Lunge des Tier sowie seines Bronchialsystems. Die Pfeile zeigen den Weg, den die Atemluft durch dieses System nimmt.

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    illustration: emma schachner
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