Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sonnenbaden bei Minusgraden: Wie große Säugetiere den Winter in den Bergen überleben

01.02.2011
Ein Sonnenbad bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt klingt nicht besonders einladend, aber es stellt einen wichtigen Teil der Überlebensstrategie von Steinböcken im Winter dar. Diese überraschende Erkenntnis stammt aus einer aktuellen Studie der Gruppe von Walter Arnold am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna. Die Ergebnisse wurden kürzlich online in der Zeitschrift „Functional Ecology“ veröffentlicht.

Pflanzenfressende Tiere in alpinen Regionen stehen einem großen Problem gegenüber: Während im Sommer ausreichend Nahrung zur Verfügung steht, sind die Winter rau und das Nahrungsangebot äußerst knapp. Wegen der tiefen Temperaturen müssen die Tiere aber mehr Energie für die Aufrechterhaltung einer hohen Körpertemperatur aufwänden. Kleine Säugetiere lösen dieses zweifache Problem, indem sie in den täglichen Ruhephasen in Kältestarre fallen oder gar Winterschlaf halten. Große Tiere tun dies üblicherweise nicht, wahrscheinlich weil die Gefahr zu groß wäre, Fressfeinden zum Opfer zu fallen. Wie also meistern sie den Winter?

Überleben auf Sparflamme

Dieser Frage haben sich Claudio Signer, Thomas Ruf und Walter Arnold vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna angenommen, in Zusammenarbeit mit dem Amt für Jagd und Fischerei Graubünden in Chur (Schweiz). Die Forscher statteten freilebende Alpensteinböcke mit Sendern aus, mit Hilfe derer sie die Herzschlagrate - einen guten Indikator des Energieverbrauches - die Körpertemperatur und die Aktivität der Tiere ununterbrochen über einen Zeitraum von zwei Jahren messen konnten. Parallel dazu wurden verschiedene Wetterdaten aufgezeichnet.

Die erste Erkenntnis: Steinböcke senken im natürlichen Lebensraum während des Winters die Herzschlagrate um ca. 60%. Jede Nacht kühlen die Tiere aus, im Winter aber doppelt so stark wie im Sommer. Im Winter sind sie auch weniger aktiv. Offensichtlich reagieren die Tiere auf niedrige Temperaturen nicht mit höherer innerer Wärmeproduktion oder vermehrter Nahrungssuche, sondern mit einem Absenken der Körpertemperatur, um ihren Fettverbrauch und Nahrungsbedarf zu reduzieren. Allerdings stellten die Forscher fest, dass der Rückgang der Herzschlagrate viel höher war, als durch geringere Aktivität und niedrigere Körpertemperatur erklärt werden kann. Die Steinböcke setzen also noch weitere Tricks ein, um Energie zu sparen, aber welche?

Sonnenbad am Vormittag

Die Lösung des Rätsels liegt darin, wie die Tiere von der niedrigen Körpertemperatur am Ende einer Winternacht wieder auf normale Werte kommen. Die Wissenschafter bemerkten einen engen Zusammenhang zwischen den Veränderungsmustern der Körpertemperatur und der "wirksamen" Umgebungstemperatur, d.h. der Kombination von Lufttemperatur, Wind und Sonneneinstrahlung. Nach Sonnenaufgang steigt die Körpertemperatur rasch an, viel schneller als im Sommer und deutlicher als die Herzschlagrate. Offensichtlich bringen die Tiere ihre Körpertemperatur mit Hilfe eines morgendlichen Sonnenbades wieder auf hohe Werte. Das Aufwärmen verbraucht deshalb kaum Energie. So können sich die Tiere die stärkere nächtliche Abkühlung leisten, den wichtigsten Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs im Winter.

Die normale Bewegungsaktivität wird erst wieder aufgenommen, wenn die Körpertemperatur eine entsprechende Höhe erreicht hat, etwa um die Mittagszeit. Vorher ist nur wenig Aktivität festzustellen, die aber genau um den Sonnenaufgang herum mit einer besonders ausgeprägten Erhöhung der Körpertemperatur einher geht. Daraus schließen die Wissenschafter, dass sich die Tiere morgens, noch lethargisch von der nächtlichen Auskühlung, von ihrem Schlafplatz nur bis zur nächsten sonnenbeschienenen Stelle bewegen, um sich dort passiv von der Sonnenstrahlung erwärmen zu lassen.

Von Reptilien ist eine derartige Nutzung der Sonnenenergie wohl bekannt, auch von kleineren Säugetieren, wie Klippschliefern oder Zwergmakis. Dass große Tiere wie die Steinböcke diese "Energiegewinnung" in einem solchen Ausmaß einsetzen, damit hatte niemand gerechnet. Walter Arnold dazu: „Möglicherweise spielt die Nutzung externer Wärmequellen für den Energiehaushalt von Säugetieren eine viel größere Rolle als bisher angenommen. Dass auf diese Art Energie gespart wird, wenn die Nahrung knapp ist, könnte ein uraltes Erbe von unseren Reptilienvorfahren sein.“

„Hypometabolism and basking: the strategies of Alpine ibex to endure harsh over-wintering conditions” von Claudio Signer, Thomas Ruf and Walter Arnold wurde am 10. Januar 2011 in “Functional Ecology” veröffentlicht und ist online verfügbar unter:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2435.2010.01806.x/abstract

http://www.vetmeduni.ac.at
http://www.fiwi.at
Rückfragehinweis:
Prof. Walter Arnold, E walter.arnold@fiwi.at, T +43 1 4890915-100
Aussenderin:
Beate Zöchmeister, E beate.zoechmeister@vetmeduni.ac.at, T +43 1 25077-1153

Beate Zöchmeister | idw
Weitere Informationen:
http://www.vetmeduni.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie