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Die meisten kennen die Königsboa eher unter ihren wissenschaftlichen Namen Boa Constrictor. Sie zählt zu den Würgeschlagen und ist dafür bekannt, sich immer enger und enger um den Körper ihrer Beute zu wickeln. Lange glaubte man, dass die Tiere durch den immer größer werdenden Druck nicht mehr atmen könnten und ersticken würden. Tatsächlich hat es aber mit der Atmung nichts zu tun: Der Kreislauf bricht zusammen, weil die Schlange den Blutfluss zu Herz und Gehirn „abschnürt“. Es kann bis zu 45 Minuten dauern, bis die Beute erlegt ist und die Schlange benötigt dafür sieben Mal mehr Sauerstoff als beim Ausruhen. Um ein Beutetier zu verdauen, braucht sie sogar 17 mal so viel Sauerstoff. Dieselben Rippenmuskeln, die sie zum Quetschen braucht, braucht sie aber auch zum Atmen. Denn: Wie alle Schlangen hat die Boa Constrictor kein Zwerchfell, um die Luft in die Lunge hinein und heraus zu bewegen. Das übernehmen die Rippenmuskeln. Wie kann die Boa Constrictor also gleichzeitig stark zudrücken UND atmen? Wie frisst sie ihre Beute, ohne dabei zu ersticken? Da die Schlange in ihrem länglichen Körper auch eine sehr „lange“ Lunge hat, haben Forscher folgendes ausprobiert: Sie haben ihr an verschiedenen Stellen eine Blutdruckmanschette angelegt. Diese haben sie dann aufgepumpt und stellten fest: Wenn die Manschette weiter oben in der Nähe des Kopfes saß, bewegten sich die Rippenmuskeln im hinteren Teil des Körpers. Saß die Manschette weiter hinten, bewegten sich die Rippenmuskeln weiter vorne. Die Boa Constrictor kann also ganz gezielt mit einem Teil ihres Körpers Beute zerquetschen oder sie herunterschlucken - und den anderen, „freien“ Teil zum Atmen nutzen. Die Studie der Brown University (USA) wurde im März 2022 im Magazin Journal of Experimental Biology veröffentlicht.
Quelle: https://www.sciencealert.com
Den im Wasser enthaltenen Sauerstoff nutzen die Fische zum Atmen. Viele Haie können ihre Kiemen nicht von selbst bewegen, und das ist gefährlich für sie. Denn wenn sie nicht ständig in Bewegung sind, oder sich an einer Stelle befinden, an der eine Strömung Wasser in ihre Kiemen drückt, können die Haie ersticken. Welches Tier ist immer in Bewegung?Haie können nicht still stehen und sind immer in Bewegung. Wir erklären, warum das so ist. Hochseehaie können nur atmen, wenn sie sich bewegen. Sie schwimmen mit offenem Maul, damit das Wasser durch die Kiemen streicht. Warum haben Haie keine kiemendeckel?Welcher Haie wie atmet hängt also in erster Linie von seiner Lebensweise ab. Jene Arten, die am Boden liegen, atmen aktiv, jene die schwimmen ganz praktisch über Staudruck. Schwimmt er aber, dann stehen seine Kiemenspalten immer offen: das Wasser strömt passiv über die Kiemen – er atmet über Staudruck. Warum können Haie nicht stehen bleiben?Sie müssen ständig in Bewegung bleiben. Denn beide Haigruppen atmen unterschiedlich. Alle Haie holen sich den nötigen Sauerstoff aus dem Wasser. Damit ein Tiefseehai genug Luft bekommt, öffnet und schließt er sein Maul immer wieder. Warum müssen Haie immer in Bewegung bleiben?Solche Riffhaie können also auch im Sand oder in Höhlen schlafen ohne ständig schwimmen zu müssen. Hochseehaie sind dagegen ständig gezwungen zu schwimmen, damit genügend Wasser über die Kiemen fließt und ihr Sauerstoffbedarf gedeckt wird. Deshalb ersticken diese Haie auch, wenn sie in Fischernetze geraten. Warum sind Haie immer in Bewegung?Viele Haiarten können ihre Kiemen nicht aktiv bewegen. Sie müssen sich ständig bewegen, um Wasser in ihre Kiemen zu drücken. Bleiben die Fische am gleichen Ort, enthält das Wasser irgendwann keinen Sauerstoff mehr, und die Tiere ersticken. Sind Haie immer in Bewegung?Hochseehaie müssen immer in Bewegung bleiben, damit sie nicht ersticken. Prinzipiell gibt es zwei Arten von Haien: die der Hochseehaie und die der Haie, die in Bodennähe oder in Riffen leben. Hochseehaie schlafen auch im Schwimmen. Hat ein Hai eine Lunge?Haie atmen wie alle anderen Knochenfische durch ihre Kiemen. Das Wasser strömt durch das Maul ein und tritt durch die Kiemenschlitze wieder aus. Das sauerstoffreiche Wasser gibt in den Lamellen der Kiemen Sauerstoff an das Blut ab und nimmt Kohlendioxid auf. Wie kann ein Hai der ja keine Schwimmblase besitzt ein Absinken verhindern?Auftrieb durch Leberöl Allen Knorpelfischen fehlt eine Schwimmblase, deren Gasfüllung das Körpergewicht im Wasser austariert und Absinken verhindern kann. Vorteil: Haie können ungehindert und schnell zwischen sehr verschiedenen Wassertiefen kreuzen, ohne den Gasgehalt einer Schwimmblase anpassen zu müssen. Warum müssen Haie immer in Bewegung sein?Wie bewegt sich der Hai fort?Den Antrieb eines Hais besorgt allein die Schwanzflosse durch schnelles Hin- und Herschlagen. Dann können sich die Haie schnell bewegen, weil ihr Skelett aus Knorpeln und dadurch nicht so schwer ist. Die Brustflossen dienen dem Hai zum Steuern.
Wale müssen Luft atmen, um zu überleben. Und eine ganze Reihe von Haien muss sich permanent bewegen, um genügend Sauerstoff an die Kiemen zu bekommen. Wie also schlafen sie?
Stephanie Kusma 06.02.2020, 06.00 Uhr Für die Taucher vor der Küste Kaliforniens war klar: Die beiden Engelhaie, die das weisse Licht der Leuchtstäbe auf dem nächtlichen Meeresboden sichtbar machte, schliefen. Tief und fest. Reglos lagen sie da und beachteten weder die Menschen noch deren Lampen. Theoretisch könnten die Tiere also durchaus geschlafen haben. Wahrscheinlicher wäre das allerdings, wenn die Begegnung tagsüber stattgefunden hätte: Pazifische Engelhaie gelten als nachtaktiv. Doch heisst das, dass sie tagsüber schlafen? Wirklich beantwortet ist diese Frage nicht. Doch vermutlich ist die Antwort: ja. Es wäre sowohl aufregend als auch unwahrscheinlich, wenn sich ein derart komplexes und reizgetriebenes Tier im Lauf der Evolution so entwickelt hätte, dass es keinen Schlaf mehr benötige, meint Michael Kelly von der University of Western Australia. Zumal wenn man bedenke, dass jedes Tier, das bis anhin von Schlafforschern untersucht worden sei, schlafe, einschliesslich Plattwürmern und Quallen. Auch Kelly untersucht Schlaf – eben bei Haien. Im Rahmen dessen haben er und seine Kollegen in einem Übersichtsartikel zusammengetragen, was man über Schlaf bei Haien weiss. Pazifische Engelhaie gehören zu denjenigen Haiarten, die zum Überleben nicht kontinuierlich schwimmen müssen: Die bis 150 Zentimeter langen Tiere mit den breiten Brustflossen und abgeplattetem Körper sind Lauerjäger, die auf dem Meeresboden getarnt regungslos auf Beute lauern und sich dabei aktiv sauerstoffhaltiges, frisches Wasser durch die Kiemenspalten pumpen können. Von Arten mit solchen Eigenschaften gibt es die meisten Hinweise darauf, dass die Tiere schlafen. Zu diesen Arten gehören auch Weissspitzen-Riffhaie. Tagsüber findet man diese Tiere in Höhlen im Meer teilweise in Gruppen über- und nebeneinander am Boden liegen, ruhend. Schlafend? Tatsächlich haben Wissenschafter bei Weissspitzen-Riffhaien demnach nachts, während der aktiven Phase, gegenüber den Ruheperioden am Tag erhöhte Stoffwechselraten gemessen. Das könnte auf Schlaf hinweisen. Von Ammenhaien wiederum gibt es anekdotische Berichte, wonach ruhende Tiere erst durch gröbere Massnahmen wieder munter geworden sein sollen. Dann waren sie aber sehr schnell wieder voll reaktionsfähig. Die beschriebenen Merkmale gehören, wie beispielsweise auch eine niedrigere Atemfrequenz oder das Phänomen, dass fehlender Schlaf «nachgeholt» wird, zu jenen, auf die Wissenschafter zurückgreifen, um möglicherweise schlafende Tiere zu identifizieren. Vor drei Jahren haben Forscher mit ihrer Hilfe auch die schlafende Qualle beschrieben. Die sicherste Methode, ein schlafendes Tier zu erkennen, ist jedoch das Elektroenzephalogramm (EEG). Dieses zeigt bei schlafenden Säugetieren typische Wellen. Anhand deren lässt sich einerseits bestimmen, ob ein Tier schläft, und andererseits, in welcher Schlafphase es sich befindet. Auch bei anderen Wirbeltieren, etwa Vögeln, hat man diese Methode schon erfolgreich eingesetzt. Im Wasser, oder gar im offenen Meer, ist sie jedoch nur schwer anwendbar. Trotzdem konnten russische Wissenschafter Ende der 1970er Jahre mithilfe eines Dauer-EEG bei Delphinen in Gefangenschaft zeigen, dass diese Tiere niemals ganz schlafen: Eine Hirnhälfte blieb immer wach. Lange ging man davon aus, dass dieser sogenannte unihemisphärische Schlaf der grundsätzliche Schlafmodus bei Walen ist und die wache Hirnhälfte sicherstellt, dass die Meeressäuger in regelmässigen Abständen auftauchen, um zu atmen. Auch Robben und Seekühe zeigen diese Anpassung. Die spezielle Art zu schlafen soll sogar äusserlich sichtbar sein: Ein Auge ist demnach zu, das andere auf; das ermöglicht den Tieren gleichzeitig auch noch, die Umgebung im Blick zu behalten. Auch Vögel können auf diese Weise nur halb schlafen, beispielsweise im Flug. Einige der unihemisphärischen Schläfer können beides: Robben etwa schlafen an Land gerne voll und ganz mit beiden Hirnhälften und im Wasser nur mit einer, und auch Vögel können zwischen beiden Schlafarten wechseln. Und neuere Daten deuten darauf hin, dass das zumindest bei manchen Walen ebenfalls der Fall ist: Vor gut zehn Jahren segelten Forscher der University of St. Andrew’s in Schottland mit ihrem Boot in eine Gruppe Pottwale. Etwa die Hälfte von ihnen hing reglos, knapp unter der Meeresoberfläche mit den Nasen nach oben, senkrecht im Wasser. Diese Tiere reagierten selbst aus nächster Nähe nicht auf das Boot und bemerkten die Wissenschafter, die versuchten, ihr Schiff möglichst unauffällig wieder aus der Gruppe herauszumanövrieren, erst, als es versehentlich einen der driftenden Wale berührte. Laut der Fachzeitschrift «Nature» wurde ein Kollege der Wissenschafter auf deren Videomaterial aufmerksam. Das Schlaf nahelegende Verhalten der driftenden Wale passte zu Daten, die er und Kollegen mithilfe von Aktivitätsmessern gesammelt hatten, die sie mit Saugnäpfen an wilden Pottwalen befestigt hatten. Laut diesen Messungen verbringen die Tiere etwa 7 Prozent ihrer Zeit vertikal im Wasser driftend, mit dem Kopf nach oben eher in höheren, mit der Nase nach unten mehr in tieferen Wasserschichten. Zusammengenommen deuten die Messdaten und Beobachtungen darauf hin, dass die Pottwale in dieser Zeit tatsächlich auch mit beiden Hirnhälften schlafen, wie die Wissenschafter postulieren. Können das möglicherweise auch Haie? Bei den aktiv pumpenden Arten wäre das theoretisch denkbar. Bei jenen, die das nicht können, beispielsweise den Weissen oder den Mako-Haien, nur schwer: Diese Arten müssen ständig schwimmen, um genügend sauerstoffhaltiges Frischwasser durch ihre Kiemenspalten zu treiben – sonst ersticken sie. Möglicherweise schlafen sie deshalb ebenfalls unihemisphär, spekuliert Kelly. Wissenschaftliche Daten gibt es hierzu keine, aber wiederum eine Art Anekdote: ein mit der Shark-Cam der Woods Hole Oceanographic Institution aufgenommenes Video. Es zeigt einen Weissen Hai namens Emma. Das Hai-Weibchen verhielt sich zunächst ganz normal, wie Greg Skomal von der Massachusetts Division of Marine Fisheries berichtet, der bei den Filmaufnahmen dabei war. Zumindest bis gegen Ende der Beobachtungszeit: In der letzten Stunde sei es langsam, stetig und mit klaffendem Maul entgegen einer Meeresströmung geschwommen. Auf die Lichter oder die Annäherung des Tauchroboters mit den Kameras habe es nicht reagiert. Hat die Shark-Cam Emma bei einem Nickerchen gefilmt? Ihr Verhalten könnte darauf hindeuten. Tatsächlich gibt es eine These, nach der kontinuierlich schwimmende Haie schlafen könnten, indem sie sich in Strömungen so orientieren, dass ihnen das Wasser quasi von selbst ins Maul und durch die Kiemen fliesst. Belege hierfür gibt es laut Kelly allerdings nicht, wie auch nicht für die Idee, dass die dauerhaft schwimmenden Haie, wie die aquatischen Säugetiere, nur mit einer Hirnhälfte schlafen. Der Forscher plant nun, dem Schlaf der Haie mit Experimenten nachzugehen. |
Welches tier muss sich bewegen um nicht zu ersticken
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