Wie lange können Schildkröten unter Wasser bleiben

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Utl.: Biologen der Universität Wien publizieren zur Atmung der Moschusschildkröte

Die Moschusschildkröte kann rund sechs Monate lang unter Wasser verweilen. Wie das Reptil atmet, haben Wissenschafter um Egon Heiss am Department für Theoretische Biologie der Universität Wien untersucht: Im Mund- und Rachenraum der Schildkröte befinden sich Papillen – lappenförmige, von Blutgefäßen durchzogene Oberflächenstrukturen, die den im Wasser enthaltenen Sauerstoff aufnehmen und Kohlendioxid abgeben. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift "The Anatomical Record" veröffentlicht.

Wie der sprichwörtliche Fisch im Wasser bewegt sich die Moschusschildkröte, denn sie taucht bis zu sechs Monate nicht auf. Ausgangspunkt der Untersuchung war eine Analyse des Fressverhaltens: "Dabei sind wir auf die lappenförmigen Oberflächenstrukturen des Mund- und Rachenraums gestoßen, die bei der Moschusschildkröte besonders ausgeprägt sind", sagt Egon Heiss vom Department für Theoretische Biologie der Universität Wien. Bisher war die Funktion der Papillen ein Rätsel, denn auch andere, nicht unter Wasser atmende Schildkrötenarten verfügen über oberflächenvergrößernde Ausstülpungen. Keine Atmung über die Haut Da diese großen, verzweigten Papillen der Moschusschildkröte nicht in Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme stehen, erforschten die Wissenschafter deren Atmung. Bisher wurde angenommen, der Gasaustausch – Sauerstoff aufnehmen, Kohlendioxid abgeben – erfolge über die Haut; Seeschlangen, viele Amphibien und auch Weichschildkröten "atmen" auf diese Weise. Doch die Haut der Moschusschildkröte ist dick, verhornt und es finden sich wenige Gefäße darunter. Atmen kann sie damit nicht. Papillen unter dem Mikroskop Anders die Papillen: Sie sind von zahlreichen Blutgefäßen durchzogen. Die Forscher untersuchten dabei sehr dünn geschnittenes Gewebe, das sie aus dem Museum bezogen und von dem sie unter dem Lichtmikroskop digitale Aufnahmen erstellten. Zur Verwendung kam außerdem ein Rasterelektronenmikroskop, das bemerkenswert hohe Vergrößerungen der Oberflächenstrukturen lieferte. Heiss erläutert: "Die Aufnahmen zeigen, wie präsent diese Papillen sind. Sie sind verhältnismäßig groß, verzweigt und in großer Zahl vorzufinden. Und sie werden perfekt durchspült, da die Schildkröten ihren Rachenraum regelmäßig mit frischem Wasser versorgen. Somit steht fest, dass diese Tiere etwas Ähnliches wie Kiemen entwickelt haben." Eine ungewöhnliche Schildkröte Die Moschusschildkröte ist in vielerlei Hinsicht ungewöhnlich: Mit einer Größe von 7,5 bis 10 cm ist sie eine der kleinsten Schildkrötenarten – Riesenschildkröten auf den Galápagos-Inseln erreichen dagegen eine Panzerlänge von über einem Meter. Ihr Aussehen ähnelt – obwohl Wasserschildkröte – den Landschildkröten; außerdem ist sie in der Lage, unter Wasser zu atmen und schreckt ihre Feinde mit einem stark riechenden Sekret ab, das sie produziert. Ihre Heimat sind die Süßgewässer Nordamerikas, wo sie vor allem Schnecken verzehrt. Über das Department für Theoretische Biologie Am Department für Theoretische Biologie der Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität Wien werden nicht nur Moschusschildkröten erforscht, sondern beispielsweise der spanische Rippenmolch, die junge asiatische Riesenschildkröte und der mexikanische Schwanzlurch. Egon Heiss ist besonders von Schildkröten angetan: "Es gibt sie seit rund 220 Millionen Jahren. Sie sind die ältesten Landwirbeltiere und bestehen immer noch. Das ist einfach faszinierend." Kontakt Mag. Egon Heiss Department für Theoretische Biologie Universität Wien 1090 Wien, Althanstraße 14 T +43-1-4277-544 14

Weitere Informationen:

http://public.univie.ac.at - Presseportal der Universität Wien

Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Meer / Klima überregional Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen

Deutsch

Meeresschildkröten können lange ohne Atmung unter Wasser bleiben: die Unechte Karettschildkröte durchschnittlich etwas 45 Minuten, die Grüne Meeresschildkröte sogar bis zu 5 Stunden. Während solchen Extremtauchgängen wird der Puls extrem gesenkt und das Herz schlägt nur noch alle 9 Minuten. Beim Atemholen entleert sich die Lunge in einem einzigen Zug und füllt sich auch gleich wieder. Schlafende Schildkröten sollten bei Nachttauchgängen nicht gestört werden. Falls sie aufwachen müssen sie zuerst an die Oberfläche, um Atem zu holen, ein gefährliches Unterfangen.

Quelle: http://www.starfish.ch/Korallenriff/Schildkroete.html

Eine Meeresschildkröte ist ein Unterwasserreptil und kein Säugetier.

Deshalb vermute ich, dass sie dauernd im Wasser bleiben kann.

Sie geht ja nur an Land, um ihre Eier zu vergraben, sonst findet man sie nur unter Wasser (nicht einmal an der Wasseroberfläche).

Ein Wiener Forscher hat das Rätsel gelöst, wie amerikanische Schildkröten monatelang unter Wasser bleiben können: Sie machen es ähnlich wie Fische.

„Es war bekannt, dass diese Schildkröten 150 Tage unter Wasser leben können ohne aufzutauchen“, erzählt Egon Heiss vom Department für Theoretische Biologie der Uni Wien. Aber wie diese kleinen Reptilien (zehn bis zwölf Zentimeter) ohne Luft ihren Sauerstoffbedarf decken, war ein Rätsel. Weder Hautatmung noch spezielle Organe zur Unterwasseratmung können sie vorweisen. „Als Besonderheit sind im Mund lappenartige Papillen bekannt gewesen, doch man nahm an, dass sie zur Nahrungsaufnahme dienen“, sagt Heiss. Die Hautaustülpungen bedecken wie Dachschindeln Zunge und Rachen. In seiner Dissertation (gefördert vom FWF) sah er sich die Lappenstrukturen der amerikanischen Moschusschildkröte genau an und fand, dass die Tiere damit unter Wasser atmen können – wie Fische mit ihren Kiemen.

Papillen im Rachen. „Es gibt einige Möglichkeiten, wofür Papillen im Reptilienrachen gut sind“, sagt Heiss. Eidechsen produzieren dort einen speziellen Schleim, der Ameisen – ihre Nahrung – ruhigstellt, andere Schildkröten filtern die Wasseroberfläche damit, Meeresschildkröten haben stachelartig verhornte Papillen, um schwierige Beute (wie Quallen) festzuhalten. Und Weichschildkröten nutzen fingerförmige Papillen im Mund und Rachen für den Gasaustausch unter Wasser. „Im Mikroskop betrachtet ähneln die Papillen der Moschusschildkröte stark denen, die zum Gasaustausch dienen: Sie sind stark durchblutet und haben ein dünnes Epithel.“

Stoffwechsel im Ruhestatus. Das war des Rätsels Lösung: Durch Sauerstoffaufnahme über die Papillen können sie monatelang untergetaucht bleiben. „So überwintern die Schildkröten in großen kanadischen Seen, die im Winter zufrieren“, erklärt Heiss. Dabei wird (bei drei Grad Celsius) der Stoffwechsel auf einen Ruhestatuts „heruntergefahren“. Doch auch bei hoher Aktivität im Sommer bietet die Unterwasseratmung Vorteile: „Wenn die Tiere, v.a. als junge, vor Räubern fliehen müssen, können sie tagelang im Versteck bleiben und verraten sich nicht durch Auftauchen.“ Auch für die eigene Nahrungssuche zahlt es sich aus, lange unter Wasser zu bleiben, wenn etwa Schnecken im tiefen Wasser erbeutet werden. (Gewöhnlich frisst die Moschusschildkröte Kleingetier, Insekten, Schnecken, Fischeier etc.)

Dass die großen Papillen – im Gegensatz zur ursprünglichen Annahme – mit der Nahrungsaufnahme nichts zu tun haben, konnte das Wiener Team auch belegen: „Die Tiere schnappen zwar nach Fischstückchen oder ähnlicher Beute, wenn sie an Land fressen, aber es fällt ihnen fast alles wieder aus dem Mund heraus. Sie müssen ins Wasser zurückgehen, um unter Wasser das Futter schlucken zu können“, sagt Heiss.

In Europa haben Sumpfschildkröten eine ähnliche Lebensweise wie die Moschusschildkröte – auch diese nahm Heiss unters Mikroskop. „Sie haben nur kleine, wenig durchblutete Papillen. Und Sumpfschildkröten können nicht so lang unter Wasser bleiben und müssen während der Überwinterung öfters auftauchen.“

("Die Presse", Print-Ausgabe, 06.06.2010)