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 Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft
27.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut
27.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Infrarotkamera für die Metallindustrie bis 2000 °C

28.04.2017 | Messenachrichten

Wie Coronaviren Zellen umprogrammieren

28.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten