Spezialdesign für Höhenflüge - wissenschaft.de
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Umwelt+Natur

Spezialdesign für Höhenflüge

Streifengänse verdanken es vor allem einem ausgeklügelten Muskeldesign, dass ihnen selbst bei Flügen über den Himalaja nicht die Luft wegbleibt: Ihre Flugmuskulatur enthält ungewöhnlich viele kleine Blutgefäße, die die einzelnen Muskelfasern mit Sauerstoff versorgen, haben britische und kanadische Forscher jetzt gezeigt. Zudem sind die Mitochondrien, die kleinen Kraftwerke der Zellen, direkt entlang der Zellmembranen angeordnet, so dass sie den vom Blut gelieferten Sauerstoff schneller aufnehmen können. Dieser ungewöhnliche Muskelaufbau ist nicht etwa die Folge eines harten Trainings in der dünnen Höhenluft, sondern eine angeborene Besonderheit. Vermutlich habe sie sich im Lauf der Evolution der Streifengans als vorteilhaft für die Flüge in großer Höhe erwiesen, glauben die Forscher.

Streifengänse leben in Zentral- und Südasien. Bei ihren zweimal jährlich stattfindenden Wanderungen zwischen Indien und den Hochplateaus Chinas und der Mongolei müssen sie jedes Mal den Himalaja überqueren. Dabei erreichen sie Flughöhen von bis zu 9.000 Metern ? eine Höhe, in der viele andere Tiere nicht einmal ihren Grundumsatz aufrechterhalten können, geschweige denn, eine Leistung wie einen anstrengenden Flug bewältigen. Bereits früher hatten Wissenschaftler jedoch gezeigt, dass die Gänse offenbar gut an den niedrigen Sauerstoffgehalt der großen Höhen angepasst sind. So setzen sie beispielsweise auf eine leicht veränderte Variante des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, die Sauerstoff fester an sich bindet, und haben auch ein ganz eigenes Atemmuster, mit dem sie die Durchlüftung ihrer Lungen verbessern.

Doch das ist noch nicht alles, konnten Graham Scott und seine Kollegen jetzt bei einer Untersuchung der Flugmuskulatur von Streifengänsen und von Wasservögeln zeigen, die in weitaus geringeren Höhen fliegen. Im Vergleich zu ihren Verwandten, den Kurzschnabel-, den Weißwangen- und den Graugänsen, besitzen die Streifengänse viel mehr sauerstoffverwertende Muskelfasern, vor allem an der Muskeloberfläche. Auch die Dichte der Blutgefäße, die diese Fasern versorgen, und die Anzahl der Gefäße pro Faser sind messbar erhöht. Die Anzahl der Mitochondrien, die den Sauerstoff letztlich für die Energiegewinnung nutzen, war hingegen praktisch gleich. Was sich jedoch deutlich unterschied, war die Verteilung der Mini-Zellkraftwerke: Bei den Streifengänsen befanden sich überdurchschnittlich viele direkt an der Zellmembran, in unmittelbarer Nähe der Blutgefäße also.

Dieses Design garantiert eine optimale Nutzung des Sauerstoffs, erläutern die Forscher. Die Flugmuskeln können auf diese Weise sehr viel besser Sauerstoff aus dem Blut aufnehmen und ihn direkt dorthin transportieren, wo er benötigt wird. Das gilt auch für Vögel, die noch nie einen Höhenflug absolviert haben ? es scheint sich also eher um eine genetisch festgelegte Besonderheit zu handeln, die sich im Lauf der Evolution gebildet hat.

Graham Scott (Universität von British Columbia, Vancouver) et al.: Proceedings of the Royal Society B, doi: 10.1098/rspb.2009.0947 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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