Seeelefanten tauchen ein – und das Rätsel um den Tod der Seeigel ist gelöst

„Wie schläfst du im Moment?“ (William Warby}
„Wie schläfst du im Moment?“ (William Warby}

Zuletzt aktualisiert am 27. Juni 2024 von Divernet-Team

Eine neue Studie von US-Wissenschaftlern hat herausgefunden, dass Seeelefanten bei tiefen Tauchgängen in den Schlaf abdriften und in eine Spirale der Bewusstlosigkeit geraten.

Die Gehirnwellenmuster von verfolgten Robben haben gezeigt, dass sie während monatelanger Nahrungssuche auf See, bestehend aus einer Reihe von 10-minütigen Nickerchen beim Tauchen, durchschnittlich nur zwei Stunden pro Tag schlafen. Doch an der Oberfläche eines Strandes schlafen See-Elefanten etwa zehn Stunden am Tag glücklich.

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Wale, Delfine, Pelzrobben und Seelöwen bevorzugen bekanntermaßen den „unihemisphärischen Schlaf“, was bedeutet, dass eine Seite ihres Gehirns immer wach bleibt. Bei den meisten anderen Säugetieren wie Menschen und echten Robben schlafen beide Gehirnhälften gleichzeitig. 

Schlafdiagramm Seeelefant (UCSC)
Bisher bekannte Schlafmuster (UCSC)

Seeelefanten verfallen bei tiefen Tauchgängen in eine REM-Schlafphase (Rapid Eye Movement), die bis zu 30 Minuten dauern kann. Die Schlaflähmung führt dazu, dass sie sich auf den Kopf stellen und in einer korkenzieherartigen „Schlafspirale“ nach unten treiben, heißt es in der Studie.

Dies endet manchmal damit, dass sie minutenlang regungslos auf dem Meeresboden liegen, bevor sie wieder aufwachen. Seeelefanten fühlen sich in der Tiefe sicherer vor Raubtieren wie Haien und Orcas.

Die Studie war das erste Mal, dass es Wissenschaftlern gelang, die Gehirnaktivität eines frei lebenden wilden Meeressäugetiers aufzuzeichnen.

Jessica Kendall-Bar, Postdoktorandin am Scripps Institution of Oceanography der UC San Diego, leitete die Studie zusammen mit den Ökologie- und Evolutionsbiologieprofessoren Daniel Costa und Terrie Williams von der University of Kalifornien Santa Cruz, wo sie als Doktorandin studiert hatte.

Verfeinerte Tags

„Eine der zentralen Fragen zu See-Elefanten lautet seit Jahren: Wann schlafen sie?“ sagte Prof. Costa, Direktor des UCSC Institute of Marine Sciences, das seit mehr als 25 Jahren See-Elefanten im Año Nuevo Reservat nördlich von Santa Cruz untersucht.

Immer raffiniertere Tags wurden verwendet, um die Bewegungen und das Tauchverhalten der Robben zu verfolgen, während sie bis zu acht Monate lang in den Nordpazifik vordringen.

Die Schlafspirale des Seeelefanten (Jessica Kendall-Bar)
Die aufgezeichnete Schlafspirale eines Seeelefanten (Jessica Kendall-Bar)

„Die Tauchaufzeichnungen zeigen, dass sie ständig tauchen, daher dachten wir, dass sie während sogenannter Strömungstauchgänge schlafen müssen, wenn sie aufhören zu schwimmen und langsam sinken“, sagte Prof. Costa. „Aber wir wussten es wirklich nicht.

„Jetzt können wir endlich sagen, dass sie während dieser Tauchgänge definitiv schlafen, und wir haben auch festgestellt, dass sie im Vergleich zu anderen Säugetieren insgesamt nicht sehr viel schlafen.“ Auf See konkurrieren See-Elefanten mit afrikanischen Elefanten um den Rekord der Säugetiere, die mit dem geringsten Schlaf auskommen.

Kendall-Bar entwickelte ein System zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität der Seeelefanten, das EEG-Sensoren und einen Datenlogger auf einer Neopren-Kopfbedeckung verwendete. Alle Daten konnten abgerufen werden, sobald die Tiere nach Año Nuevo zurückkehrten.

Sie trugen außerdem Zeit- und Tiefenschreiber, Beschleunigungsmesser und andere Instrumente bei sich, mit denen ihre Bewegungen jederzeit verfolgt und ihrer Gehirnaktivität zugeordnet werden konnten.

Menschliche Freitaucher

Es wurde festgestellt, dass Robben, die von Año Nuevo aus kürzere Ausflüge aufs Meer unternahmen, ein ähnliches Tauchverhalten zeigten. Anhand von Daten zur Gehirnaktivität und zum Tauchverhalten von 13 jungen weiblichen See-Elefanten, darunter insgesamt 104 Schlaftauchgänge, entwickelte Kendall-Bar einen Algorithmus zur Ermittlung der Schlafzeit.

Am Strand ist längerer Schlaf möglich (William Warby)
Am Strand ist längerer Schlaf möglich (William Warby)

Basierend auf 25-jährigen Daten aus Prof. Costas Año-Nuevo-Forschung konnte Kendall-Bar die Ergebnisse auf mehr als 300 Tiere extrapolieren.

Nun plant sie, mit ähnlichen Methoden die Gehirnaktivität anderer Robbenarten und Seelöwen sowie von Freitauchern zu untersuchen.

„Das ist eine erstaunliche Leistung“, sagte Prof. Williams über Kendall-Bars Arbeit. „Sie hat ein EEG-System entwickelt, das an einem Tier funktioniert, das mehrere hundert Meter tief in den Ozean taucht.“

Anschließend verwendet sie die Daten, um datengesteuerte Animationen zu erstellen, sodass wir wirklich visualisieren können, was das Tier tut, während es durch die Wassersäule taucht.“

Die Ergebnisse könnten zu Naturschutzbemühungen beitragen, indem sie eine „Schlaflandschaft“ bevorzugter Ruhebereiche aufzeigen, sagte Professor Williams.

„Normalerweise geht es uns darum, die Gebiete zu schützen, in denen die Tiere Nahrung suchen, aber vielleicht sind die Orte, an denen sie schlafen, genauso wichtig wie jeder andere kritische Lebensraum.“ Das bahnbrechende Die Studie wurde gerade veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaft.

Mystery-Killer nach 40 Jahren entlarvt

Gesunde Hutnadel-Seeigel, einem kleinen Mörder ausgeliefert (James St. John)
Gesunde Hutnadel-Seeigel, einem mikroskopisch kleinen Killer ausgeliefert (James St John)

Unterdessen wurde der mysteriöse Täter einer Massentötung, bei der Langstachel-Seeigel in der Karibik beinahe ausgerottet worden wären, als parasitärer Mikroorganismus identifiziert – ein Wimperntier.

Das anfängliche Aussterben von Millionen Diadema Antillarum oder Hutnadel-Seeigel traten vor 40 Jahren auf, als sie plötzlich begannen, ihre Stacheln zu verlieren, starben und innerhalb weniger Tage aus dem Riff verschwanden. Innerhalb eines Jahres waren 98 % ausgelöscht.

Die Bengel hatten sich langsam erholt, bis der mysteriöse Killer letztes Jahr erneut zuschlug – dieses Mal löschte er bis zu 95 % der verbleibenden karibischen Bevölkerung aus.

Mikrobiologe Prof. Ian Hewson von der Cornell University in New York sammelte sowohl gesunde als auch kranke Seeigel an 23 Riffstandorten und untersuchte in seinem Labor Gewebeproben auf Hinweise auf Viren und Krankheitserreger.

Als er sich den genetischen Signalen von Mikroorganismen wie Pilzen und Flimmerhärchen zuwandte, stellte er fest, dass eines der letzteren, Philaster apodigitiformis, kam nur bei kranken Bengeln vor. Die Zugabe zu Becken mit gesunden Seeigeln führte dazu, dass 60 % von ihnen innerhalb weniger Tage ihre Stacheln verloren.

Es war bekannt, dass verwandte Wimpertiere Haie infizieren, jedoch nie zuvor Seeigel töten konnten, da man einfach davon ausging, dass sie Bakterien und verrottendes Gewebe fressen. Nachdem die Forscher nun den Täter kennen, wollen sie herausfinden, was solch verheerende Angriffe auslöst. Ihre Erkenntnisse haben auch gerade erst veröffentlicht in Wissenschaft.

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