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Umwelt+Natur

Echte Warmblütigkeit bei einem Fisch entdeckt

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Der Gotteslachs, Lampris guttatus. (Foto: NOAA Fisheries/Southwest Fisheries Science Center)
„Kalt wie ein Fisch“ – die Wassertiere sind geradezu sprichwörtlich für ihre Kaltblütigkeit bekannt – ihre Körpertemperatur entspricht normalerweise den Umgebungswerten. Doch nun präsentieren US-Forscher eine sensationelle Ausnahme: Der Gotteslachs ist ihnen zufolge ein echter Warmblüter – durch seinen ganzen Körper fließt erwärmtes Blut, ähnlich wie bei Säugetieren und Vögeln. In seinem kalten Lebensraum macht ihn diese Anpassung zu einem besonders flinken Räuber, sagen die Forscher.

Sich der Umgebungstemperatur anpassen oder selber Körperwärme erzeugen – diese beiden Konzepte teilen die Tierwelt in Kalt- und Warmblüter ein: Fische, Amphibien und Reptilien repräsentieren die wechselwarmen, sogenannten ektothermen Lebewesen. Säuger und Vögel bilden hingegen die Gruppe der endothermen Tiere. Beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile. Warmblüter können durch ihre Unabhängigkeit von der Umgebungstemperatur auch bei Kälte aktiv und flink sein – beispielsweise in der Nacht oder im Winter. Der Nachteil ist, dass sie für ihre hohe Körpertemperatur viel Energie und damit mehr Nahrung benötigen. Wechselwarme Tiere kommen hingegen mit deutlich weniger Futter aus. Ihr Problem ist wiederum: Je kälter die Umgebung, desto langsamer werden sie oder verfallen sogar ganz in Starre.

Mehr als partielle Warmblütigkeit wie beim Thunfisch

Es war bereits bekannt, dass es unter den Fischen Vertreter gibt, die nicht komplett  wechselwarm sind: Thunfische und Schwertfische werden als partiell endotherm bezeichnet. Sie erzeugen durch die Aktivität ihrer großen Muskelmasse Wärme, die bestimmte Bereiche ihres Körpers auf höhere Temperaturen als die des Wassers bringen. Doch das System des Gotteslachs geht über dieses Konzept deutlich hinaus, berichten die Forscher um Nicholas Wegner vom NOAA Fisheries‘ Southwest Fisheries Science Center in La Jolla.

Die bis zu 1,80 Meter langen ovalen Fische kommen in vielen kühleren Meeresregionen der Erde vor – gelegentlich auch in der Nordsee. Als Einzelgänger jagen sie dort im freien Tiefenwasser Kalmare und Fische. Sie sind als Beifang geschätzt, da ihr fetthaltiges, rotes Fleisch sehr schmackhaft ist. Auf die besonderen Eigenschaften der Gotteslachse wurden Wegner und Kollegen aufmerksam, als sie Proben von Kiemengewebe eines gefangenen Tieres untersuchten.

Der Gotteslachs nutzt Gegenstromwärmeaustausch

Sie stellten fest: Blutgefäße, die warmes Blut aus dem Körper in die Kiemen des Fisches bringen, wickeln sich gezielt um diejenigen Adern, die das kalte sauerstoffreiche Blut aus den Atmungsorganen führen. Dieses Design ist in den Ingenieurwissenschaften als Gegenstromwärmeaustausch bekannt. Auf diese Weise wir das gesamte Blut, das von den Kiemen in alle Teil des Körpers fließt aufgeheizt. Die Wärme zur Heizung des Blutes erzeugt der Gotteslachs vor allem durch konstantes Schlagen mit seinen Brustflossen. Um Wärmeverlust zu vermeiden, ist das Wärmeaustauschsystem zusätzlich in spezielle Fett-Isolierschichten eingebettet, berichten die Forscher. Unterm Strich erreicht der Fisch mit diesem Konzept eine Körpertemperatur, die etwa fünf Grad höher liegt als die des Wassers.

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Betriebstemperatur für einen Spitzenräuber

Den Forschern zufolge schafft  sich der Gotteslachs damit eine für seine Zwecke ideale Betriebstemperatur. „Vor unserer Entdeckung dachte ich, dass es sich um einen langsamen Fisch handelt, so wie die meisten anderen in kalten Umgebungen. Doch nun ist klar, dass der Gotteslachs ein sehr flinker Räuber ist“, sagt Wegner. Die erhöhte Körpertemperatur steigert dabei die Leistung seiner Muskeln, der Augen und des Gehirns, erklärt der Forscher.

„Die Natur überrascht uns immer wieder mit cleveren Strategien“, sagt Wegner. „Es ist schwer warm zu bleiben, wenn man von kaltem Wasser umgeben ist, aber der Gotteslachs hat eine Möglichkeit entwickelt“. Dem Forscher zufolge ist damit nun auch klar: „Das System des Gegenstromwärmeaustauschs wurde von Fischen erfunden, lange bevor der Mensch es sich zu Nutze gemacht hat“, so Wegner.

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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