Stoffwechsel: Schlangen sparen effizienter Energie als andere Tiere

In langen Hungerphasen können Schlangen ihren Stoffwechsel extrem effektiv herunterregulieren, ohne gleichzeitig inaktiv zu werden. Wie sie dies bewerkstelligen berichtet Marshall McCue von der Universität von Arkansas in Fayetteville.

Klapperschlange | Schlangen können ihren Stoffwechsel extrem herunterfahren, ohne dabei inaktiv zu werden. Zudem haben sie einen hocheffizienten Lipidmetabolismus, der sie lange vor dem Verhungern bewahrt.

Der Biologe hatte Pythons (Unterfamilie Pythoninae), Klapperschlangen (Crotalus) und Nattern der Gattung Elaphe in einem Labor bei konstanten 27 Grad Celsius gehalten, sodass die Körpertemperatur der wechselwarmen Kriechtiere entsprechend hoch blieb. Knapp 170 Tage lang bekamen die Tiere nichts zu fressen. Während dieser Zeitspanne wurde regelmäßig ihr Sauerstoff-Verbrauch gemessen.

Die Reptilien sind in der Lage, länger als die meisten anderen Tiere von minimalen Fettreserven zu zehren und können bis zu zwei Jahre ohne Nahrung auskommen, ohne dabei in eine Starre zu verfallen und die Fähigkeit zur Beutejagd zu verlieren.

Schlangen reduzieren offenbar die Mitochondriendichte in Organen wie Leber und Herz, vermutet McCue, und können so ihren Stoffwechsel um über siebzig Prozent herunterfahren. Gleichzeitig blieben die Tiere jedoch aktiv und attackierten den Wissenschaftler regelmäßig.

Zudem haben Schlangen einen hocheffizienten Lipidstoffwechsel. In langen Hungerphasen wird erst das energiereiche Körperfett verbrannt, ist dieses aufgezehrt, beginnt die Verdauung körpereigener Proteine, was normalerweise schnell zum Tod führt. Für die meisten Organismen sei ein Fettanteil an der Körpermasse von unter zehn Prozent ein Todesurteil, so McCue. Die Schlangen zehrten hingegen von ihren Lipiden, bis sie nur noch fünf Prozent ihres Gewichtes ausmachten, erst dann stellten sie auf Proteinverdau um. Und selbst diesen schienen sie auf Grund des extrem reduzierten Stoffwechsels ohne große gesundheitliche Probleme zu vertragen.

Diese Eigenschaften könnten den evolutiven Erfolg der Reptilien erklären, die dadurch Notzeiten im Laufe der Erdgeschichte besser überdauern konnten als andere Taxa, die – wie etwa Igel und Bär – zur Hibernation große Fettreserven benötigen und ihre Aktivität stark reduzieren. Ein nächster Schritt ist es nun, den Stoffwechsel weiterer alter biologischer Erfolgsmodelle – zum Beispiel von Schildkröten, Haien und Amphibien – im Detail zu untersuchen und eventuell Parallelen zu den Schlangen zu finden. (lp)