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 Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics