Lässig tief tauchen

News: Lässig tief tauchen

Wenn man an die ausgedehnten Tauchgänge von Walen und Delphinen denkt, kann man schnell mal vergessen, dass es sich bei diesen Tieren nicht um Fische handelt. Schon seit langem rätseln Forscher, wie die marinen Säuger für Zeiten unter Wasser bleiben können, die ihren Sauerstoffvorrat um einiges zu überschreiten scheinen. Nun haben Wissenschaftler mit modernen Instrumenten und Videoaufnahmen das Rätsel offenbar gelöst. Sie entdeckten eine entspannte Tauchstrategie, die bei marinen Säugern offenbar weit verbreitet ist: Die Tiere verwenden Veränderungen ihres Auftriebs im Wasser, um ohne Energieaufwand absinken zu können.

Wissenschaftler von der University of California in Santa Cruz untersuchten Weddellrobben, die unter dem antarktischen Eis auf Jagd gingen. Außerdem analysierten sie das Tauchverhalten von See-Elefanten in der Monterey Bay, eines abgerichteten Großen Tümmlers in der Nähe von San Diego und eines hundert Tonnen schweren Blauwals vor der Küste Kaliforniens. Aufnahmen von auf dem Rücken der Tiere angebrachten Videokameras zeigten, dass alle diese Meeressäuger ihre Tauchgänge mit ein paar kräftigen Schwimmzügen begannen und dann vorwiegend ruhig in tiefere Gewässer hinunterglitten.

"Im Grunde stellen sie im Verlauf ihres Tauchgangs den Motor an und aus, was ihnen ermöglicht, ihren Sauerstoffverbrauch auf etwa 10 bis 50 Prozent dessen zu reduzieren, was sie aufbringen müssten, wenn sie die gesamte Strecke schwimmen würden", erklärt Terrie Williams. Sie und ihre Kollegen entdeckten, dass die Meeressäuger die Veränderung des Auftriebs, die durch den erhöhten Druck in größeren Tiefen bewirkt wird, ausnutzen, um ohne Aufwand absinken zu können (Science vom 7. April 2000).

Bei den Weddellrobben zeichneten die Forscher den Herzschlag und den Sauerstoffverbrauch auf. Durch den Vergleich der Aufnahmen vom Tauchverhalten und den physiologischen Daten konnte Williams den Anteil an gesparter Energie während des anhaltenden Gleitens beim Tauchen ermitteln. "Die Ergebnisse zeigen deutlich, wie fein abgestimmt diese Tiere auf ihre marine Umwelt sind: anatomisch, physiologisch und im Verhalten", sagt Williams.

Eine erstaunlich große Zahl an verschiedenen Meeressäugern verwendet diese Tauchstrategie, von den Cetacea (Wale und Delphine) bis hin zu Flossenfüßern (unter anderem Robben). Sie alle bewegen sich unter Wasser auf völlig andere Weise fort und unterscheiden sich auch in ihren Körpergrößen und Verbreitungsgebieten stark voneinander. Aber trotz ihrer Vielfalt teilen die marinen Säuger doch eine gemeinsame anatomische Besonderheit, die ihnen das gleitende Absinken erlaubt und sie vor der Taucherkrankheit schützt, berichtet Williams. Ihre Lungen sind so gebaut, dass sie mit zunehmenden Druck in tieferen Gewässern fortschreitend kollabieren, wobei die Luft aus den Lungenbläschen (Alveolen) in den oberen Respirationstrakt gepresst wird. Da der ansteigende Druck den Körper der Tiere zusammenpresst und die Luft in den Atemwegen auf ein immer kleineres Volumen reduziert, verändert sich der Auftrieb der tauchenden Tiere deutlich.

"Ihre Masse bleibt gleich, während sich ihr Volumen verringert, deshalb fangen sie an zu sinken", erläutert die Wissenschaftlerin. Bei Menschen und anderen Landtieren bleibt Luft in den Alveolen zurück, wenn die Lunge komprimiert wird, wodurch Stickstoff in den Blutkreislauf gelangt. Das Ergebnis kann Tiefenrausch oder die Dekompressionskrankheit sein, die bei zu schnellem Auftauchen auftritt und sehr schmerzhafte und mitunter tödliche Auswirkungen haben kann.

Die Meeressäuger sind dagegen für lange Tauchausflüge bestens ausgerüstet. "Das allmähliche Kollabieren ihrer Lunge ermöglicht ihnen, die Abnahme des Auftriebs auszunutzen", sagt Williams. Durch das Ausruhen auf dem Weg hinab können die Tiere ihre Tauchgänge ausweiten. "Sie schonen sich, um Energie und Sauerstoff zu sparen, bis sie ihre Reserven brauchen, um Beute zu jagen oder Räubern zu entgehen."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 3.4.2000
"Den Seehunden auf der Spur"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 10/95, Seite 72
"Die Physiologie der Dekompressionskrankheit"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

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