Wie schnell schlägt das Herz eines Blauwals?
Zum ersten Mal ist es Forschern gelungen, die Herzfrequenz des größten Tieres zu erfassen, das jemals auf dem Planeten Erde gelebt hat - des Blauwals.
Der Blauwal, auch als Schwefelbodenwal bekannt, oder unter seinem lateinischen Namen Balaenoptera musculus, ist das größte bekannte Tier mit einem Durchschnittsgewicht von 150 Tonnen und einer maximalen Länge von 30 Metern (m).
Eine Vielzahl von umwerfenden Figuren charakterisieren dieses kolossale Tier: Kälber sind etwa 8 m lang und können bis zu 90 kg wiegen, ein erwachsener Wal hat etwa 100 lange Rillen an Hals und Brust und nur sein Herz kann wiegen bis zu 700 kg - aber wie schnell schlägt dieses riesige lebenswichtige Organ?
Das Verständnis physiologischer Parameter wie des Herzschlags dieses Säugetiers ermöglicht es den Forschern, seine Entwicklung besser zu verstehen und die Arten, die von einigen als gefährdet eingestuft werden, besser zu verwalten und zu erhalten.
Um herauszufinden, wie schnell ein so großes Herz schlagen kann, machten sich Forscher der Stanford University in Kalifornien daran, Elektrokardiogrammsensoren an einem Blauwal in Monterey Bay anzubringen.
Jeremy Goldbogen, Assistenzprofessor für Biologie an der School of Humanities Sciences in Stanford, ist der Hauptautor des Papiers, in dem die Leistungen des Forschungsteams beschrieben werden. Die Wissenschaftler arbeiteten mit Paul Ponganis von der Scripps Institution of Oceanography zusammen.
Goldbogen und Team veröffentlichten ihre Ergebnisse in Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Platzieren elektronischer Sensoren auf einem Blauwal
Die Wissenschaftler hatten zuvor die Herzfrequenz von Kaiserpinguinen mit einem Tag voller Sensoren gemessen und beschlossen dann, das System an Walen auszuprobieren.
Das Team testete das Sensor-Tag bei kleinen, in Gefangenschaft gehaltenen Walen und es gelang ihm. Das Anbringen des Tags an einem Blauwal in freier Wildbahn war jedoch eine ganz andere Leistung, die verschiedene andere Herausforderungen mit sich brachte.
Erstens haben die Menschen gefangene Wale darin geschult, ihre Bäuche hochzuklappen, was einen leichteren Zugang ermöglicht. Zweitens ermöglichen die Rillen an der Unterseite des Blauwals, dass sich das große Säugetier beim Füttern stark ausdehnt, wodurch sich das Etikett leicht ablösen lässt.
„Ich dachte ehrlich, es war ein langer Weg, weil wir so viele Dinge richtig machen mussten - einen Blauwal finden, das Etikett genau an der richtigen Stelle auf dem Wal platzieren, guten Kontakt mit der Haut des Wals haben und natürlich sicherstellen, dass der Tag funktioniert und zeichnet Daten auf “, erklärt Goldbogen.
„Wir mussten diese Tags löschen, ohne wirklich zu wissen, ob sie funktionieren würden oder nicht“, sagt der Co-Autor der Studie, David Cade, der das Tag auch auf dem Wal platzierte. „Der einzige Weg, es zu tun, war es zu versuchen. Also haben wir unser Bestes gegeben. “
Cade schaffte es vom ersten Versuch an, das Etikett zu kleben, und vier Saugnäpfe befestigten das elektronische Etikett in der Nähe der linken Flosse des Säugetiers, wo es seine Herzfrequenz aufzeichnete.
Das Herz des Blauwals ist extrem leistungsfähig
Nachdem die Forscher die Daten analysiert hatten, ergaben sich interessante Erkenntnisse. Beim Tauchen verlangsamte sich das Herz des Wals auf 4 bis 8 Schläge pro Minute und mindestens zwei Schläge pro Minute.
Als sich der Wal am Grund des Ozeans befand und sich ernährte, erhöhte sich dieser Herzschlag um das 2,5-fache über das Minimum und verlangsamte sich dann allmählich wieder.
Als der Wal wieder an die Oberfläche stieg und Sauerstoff einatmete, erhöhte er seine Herzfrequenz auf 25 bis 37 Schläge pro Minute - eine Frequenz, die „nahe der geschätzten maximal möglichen Herzfrequenz“ liegt, wie die Autoren in ihrer Arbeit schreiben.
Insgesamt war die höchste Herzfrequenz des Wals nahezu extrem und die niedrige 30- bis 50-mal niedriger als die von den Forschern vorhergesagte.
„Tiere, die an physiologischen Extremen operieren, können uns helfen, die biologischen Größengrenzen zu verstehen“, sagt Goldbogen.
„Sie sind möglicherweise auch besonders anfällig für Veränderungen in ihrer Umgebung, die sich auf ihre Lebensmittelversorgung auswirken können. Daher können diese Studien wichtige Auswirkungen auf die Erhaltung und Bewirtschaftung gefährdeter Arten wie Blauwale haben. “
Jeremy Goldbogen
Die Forscher glauben, dass die extremen Grenzen, in deren Nähe das Herz eines Blauwals arbeitet, möglicherweise erklären, warum es noch nie ein so großes Tier wie dieses Säugetier gegeben hat - ein Herz wäre nicht in der Lage, die physiologischen Bedürfnisse eines größeren Körpers zu befriedigen.
