Zoologie: Schlangen setzen sich gegen Verhungern zur Wehr

Es ist bekannt, dass einige Schlangenarten in der Lage sind, bis zu zwei Jahre ohne Nahrung auszukommen. Bis vor kurzem war der Mechanismus, der sich hinter dieser einzigartigen Fähigkeit verbirgt, unbekannt, aber neuere Forschungen brachten einige Tricks der Schlangen ans Licht. Biologen sind der Ansicht, dass es sich um die wichtigste Form der Anpassung handeln könnte, die es diesen hoch spezialisierten Tieren ermöglichte, seit den Tagen des Tyrannosaurus rex zu überleben.

Biologen sind lange Zeit davon ausgegangen, dass zwei es Taktiken gibt, aufgrund derer Tiere eine Hungerperiode überstehen können. Zum einen kann die Körperkerntemperatur verringert werden, was zum Beispiel Pinguine während des Winters tun, um ihren Kalorienbedarf zu reduzieren. Winterschlaf haltende Tiere wie zum Beispiel Igel fressen sich zunächst einen Vorrat an und reduzieren dann ihre Aktivität. Einige Arten, darunter Eisbären, bedienen sich beider Methoden.

Schlangen sind wie es scheint in der Lage, eine völlig andere Strategie zu verfolgen - sie können ihren Energieverbrauch reduzieren, ohne ihre Körpertemperatur zu senken und bleiben dabei wach und aufmerksam. Obendrein können sie über längere Zeit hungern, ohne sich quasi "selbst" zu verdauen.

Wie weit kannst du gehen?

Marshall McCue, Biologe an der University of Arkansas in Fayetteville, hielt Pythons, Klapperschlangen und Kletternattern in Käfigen, in denen sie ihr Maß Aktivität nicht verändern konnten - sie waren zur Inaktivität gezwungen. Sie waren ebenfalls nicht in der Lage, ihre Körpertemperatur zu senken, da im Labor konstant 27 Grad Celsius herrschten. Man ließ die Tiere 168 Tage lang hungern.

McCue maß den Sauerstoffverbrauch der Tiere und fand heraus, dass es ihnen irgendwie gelungen war, ihre Stoffwechselleistung um bis zu 72 % zu reduzieren. "Wir hatten keine Vorstellung davon, dass sie ihren Grundumsatz zu weit reduzieren könnten", sagt McCue. "Es scheint, dass sie die Grenze, die wir für die unterste gehalten haben, noch unterbieten können."

Wie es den Schlangen gelang ihre Stoffwechselleistung zu reduzieren, ohne ihre Körpertemperatur zu senken - und dabei wachsam genug zu bleiben zu versuchen ihren Wärter zu beißen - bleibt ein Geheimnis. McCue hält es für möglich, dass sie einen Weg gefunden haben, die Aktivität der Mitochondrien in den Körpergeweben mit einer hohen Stoffwechselleistung, wie zum Beispiel Leber und Herz, zu reduzieren.

Obendrein kennen die Schlangen einen cleveren Weg, ihre Ressourcen über einen längeren Zeitraum zu nutzen, während sie hungern. Alle Tiere verbrennen zur Energiegewinnung Lipide - einen Bestandteil des Körperfetts -, wenn sie hungern. Lipide erfüllen im Körper jedoch wesentliche Funktionen und sind zum Beispiel Bestandteil von Zellen und Organstrukturen. Wenn die Hungerperiode also länger andauert und die Fettreserven dem Ende entgegen gehen, beginnen die meisten Tiere Proteine als Energiereserven anzugreifen. Das bedeutet im Wesentlichen, dass sie beginnen, sich selbst zu verdauen - ein Vorgang, der nur kurze Zeit vom Körper toleriert wird, bevor er zum Tod führt.

"Für die meisten Tiere bedeutet es das Todesurteil, wenn ihr Lipidspiegel unter 10 % der Körpermasse abfällt", erklärt McCue. Schlangen hingegen tolerieren die Reduktion ihres Körperfetts auf 5 %, bevor sie auf Proteine umsteigen, wodurch sie längere Zeit ohne Nahrung auskommen. "Selbst dann hat der Abbau der Proteine geringe Auswirkungen auf ihre Gesundheit, weil sie ihren Stoffwechsel so drastisch heruntergefahren haben", sagt er.

Überlebensstrategien

"Die Fähigkeit, Lipide auch auf niedrigen Levels gezielt zu nutzen und dabei Strukturproteine nicht anzugreifen, könnte das Schlüsselelement sein, wenn man verstehen will, wie Hungerperioden überlebt werden", sagt Anthony Steyermark, Physiologe an der University of St. Thomas in Minnesota.

Wichtiger ist möglicherweise jedoch die Fähigkeit, den Stoffwechselumsatz unter den Grundumsatz zu reduzieren, fügte er hinzu. "Die ganze Idee eines Stoffwechselgrundumsatzes muss eventuell überdacht werden."

Die Forschungsergebnisse, die im September 2007 in Zoology (1) veröffentlicht werden, könnten gravierende Auswirkungen auf die Paläontologie haben. In der Fähigkeit, Hungerperioden zu überstehen, könnte der Schlüssel für das Überleben bestimmter Spezies in schlechten Zeiten liegen. Sollte bei anderen Tierarten mit früheren evolutionsbiologischen Wurzeln wie Schildkröten, Haien oder Amphibien ebenfalls die Fähigkeit entdeckt werden, den Stoffwechselumsatz herunterzufahren ohne die Wachsamkeit einzuschränken, könnte dies eine Erklärung dafür sein, dass diese Tiere Zeiten des massenhaften Artensterbens überlebt haben.

(1) McCue, M. Zoology, in press (2007).

Dieser Artikel wurde erstmals am 16.8.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi:10.1038/news070813-8. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Matt Kaplan