Winterschlaf Ein Atemzug pro Minute

An Schwarzbären haben Biologen erstaunliche Details über den Winterschlaf entdeckt - und vermuten nun, dass sich mehr Tiere als bislang gedacht zeitweise in ähnliche Zustände versetzen.

Von Katrin Blawat

Fünf amerikanische Schwarzbären haben geschafft, worum sich mancher Wissenschaftler sein Leben lang vergebens bemüht: Einem liebgewonnenen Konzept eine neue Dimension hinzuzufügen und die bisherige Sicht als viel zu vereinfacht darzustellen.

Ein Amerikanischer Schwarzbär (Ursus americanus).

(Foto: Øivind Tøien, Institute of Arctic Biology, University of Alaska Fairbanks)

Im Fall der Schwarzbären geht es um den Winterschlaf, beziehungsweise zunächst um die Frage: Schläft er überhaupt, der Bär - oder ruht er nur? Die erstaunlichen Daten, die Biologen um Øivind Tøien von der University of Alaska Fairbanks in Science präsentieren, qualifizieren den Schwarzbären nun eindeutig als Winterschläfer (Bd. 331, S. 906, 2011). Zudem lassen die Ergebnisse vermuten, dass sich mehr Tiere als bislang gedacht zeitweise in Winterschlaf-ähnliche Zustände versetzen.

Seinen Stoffwechsel fährt der Schwarzbär im Winter auf ein Viertel der im Sommer üblichen Rate zurück. Erstaunlicherweise sinkt seine Körpertemperatur nur um fünf oder sechs Grad auf etwa 30 Grad Celsius.

Dass ein Tier bei dieser vergleichsweise hohen Körpertemperatur monatelang überleben kann, obwohl sein Stoffwechsel nur minimal arbeitet, überraschte auch die Forscher. Hinzu kommt, dass der Bär nach dem Ende seines Winterschlafes bis zu drei Wochen braucht, bis er seinen Stoffwechsel wieder vollständig auf den Sommermodus hochgefahren hat.

Sehr sparsam gehen die Bären im Winter auch mit ihrem Atem um: Lediglich ein oder zwei Mal pro Minute holen sie Luft. Nur während dieses Momentes haben die Tiere eine annähernd normale Herzschlagrate von 55. Doch nach einem Atemzug können bis zu 20 Sekunden vergehen, ehe das Bärenherz erneut schlägt. Im Durchschnitt kommen die Tiere so auf einen Puls von 14.

Ihre Erkenntnisse über das Innenleben der Bären verdanken die Forscher jeweils zwei kleinen Sendern, die sie fünf Schwarzbären eingesetzt hatten. Während sich die Tiere fünf Monate lang unbehelligt in ihren Höhlen wähnten, registrierten die Biologen jede Regung. Und sammelten damit stetig Belege für ihre These, dass Tiere ihren Stoffwechsel auch bei einer relativ hohen Körpertemperatur drastisch reduzieren können.

Bisher beschränkten sich ausgiebige Untersuchungen über die Körperfunktionen winterschlafender Tiere meist auf kleine Säuger wie etwa Murmeltiere, Fledermäuse und verschiedene Hörnchen. Deren Daten hatten ein anderes Schlafmuster ergeben. Der Stoffwechsel von Murmeltieren zum Beispiel arbeitet während des Winterschlafes nur noch mit zwei Prozent der im Sommer üblichen Rate, und ihre Körpertemperatur sinkt extrem, beinahe bis auf den Gefrierpunkt der Körperflüssigkeiten.

Allerdings wachen die kleinen Säuger etwa alle zwei Wochen für einige Tage auf, und in dieser Zeit normalisieren sich ihre Körperfunktionen weitgehend. Möglicherweise sind die Schlafunterbrechungen nötig, um das Immunsystem nicht völlig zum Erliegen zu bringen und um neuronale Schäden zu verhindern, die durch die langen Phasen niedriger Körpertemperatur entstehen können.