Wenn die größten Tiere der Erde einen Snack zu sich nehmen, schlagen ihre Herzen höher - oder manchmal 30.
Das hat ein Team von Meeresbiologen herausgefunden, nachdem es zum ersten Mal den Herzschlag eines Blauwals aufgezeichnet hat. Nachdem die Forscher einen Pulsmesser auf den Rücken eines Blauwals vor der kalifornischen Küste gesaugt hatten, beobachteten sie, wie die gigantische Kreatur fast 9 Stunden lang ohne Unterbrechung tauchte und wieder auftauchte und abwechselnd ihre Lungen mit Luft und ihren Bauch mit Schwärmen von leckeren Fischen füllte von Füßen unter der Oberfläche.
Während dieser tiefen, tauchjagenden Tauchgänge schwankte die Herzfrequenz des Wals wild und pumpte bis zu 34 Mal pro Minute an der Oberfläche und nur zwei Schläge pro Minute in den tiefsten Tiefen - etwa 30% bis 50% langsamer als die Forscher erwartet hatten.
Laut einer neuen Studie, die gestern (25. November) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, kann das einfache Fangen eines Bisses das Herz eines Blauwals an seine physischen Grenzen bringen - und das könnte erklären, warum keine Kreaturen größer als Blauwale wurden jemals auf der Erde gesichtet.
"Tiere, die an physiologischen Extremen operieren, können uns helfen, die biologischen Grenzen der Größe zu verstehen", sagte der leitende Studienautor Jeremy Goldbogen, Assistenzprofessor an der Stanford University in Kalifornien, in einer Erklärung. Mit anderen Worten: Wenn das Herz eines Blauwals unmöglich schneller pumpen könnte, um seine täglichen Nahrungssuche-Expeditionen zu befeuern, wie könnte das Herz eines größeren Tieres noch schneller pumpen, um es mit noch mehr Energie zu tanken?
Die größten Herzen der Erde
Blauwale sind die größten Tiere, die jemals auf der Erde gelebt haben. Als erwachsene Erwachsene können Blauwale eine Länge von mehr als 30 Metern oder ungefähr die Größe von zwei Schulbussen haben, die Stoßstange an Stoßstange geparkt sind. Es braucht ein großes Herz, um eine Kreatur dieser Größe anzutreiben. Obwohl es nicht groß genug für einen Menschen ist, um durchzuschwimmen, wie ein urbaner Mythos behauptet, wog das Herz eines gestrandeten Blauwals im Jahr 2015 180 Kilogramm und schien etwa die Größe eines Golfwagens zu haben.
Wissenschaftler wussten bereits, dass der Puls eines Blauwals in der Tiefe langsamer werden muss. Wenn luftatmende Säugetiere unter Wasser tauchen, beginnen ihre Körper automatisch, Sauerstoff neu zu verteilen. Herzen und Gehirne bekommen mehr O2, während Muskeln, Haut und andere Organe weniger bekommen. Dies ermöglicht es den Tieren, mit einem einzigen Atemzug länger unter Wasser zu bleiben, und führt zu einer deutlich niedrigeren Herzfrequenz als normal. Dies gilt für menschliche Landratten ebenso wie für Blauwale. Angesichts der gigantischen Größe und der Fähigkeit des Wals, mehr als 300 m unter der Oberfläche zu tauchen, sind seine Herzen jedoch weit über unsere Grenzen hinausgetrieben.
Um herauszufinden, wie stark sich die Herzfrequenz eines Blauwals während eines Tauchgangs ändert, folgten die Autoren der Studie einer Gruppe von Walen, die sie zuvor in Monterey Bay, Kalifornien, untersucht hatten, und markierten einen mit einem speziellen Sensor am Ende eines 20- Fußlange Stange (6 m). Der Wal war ein Mann, der vor 15 Jahren zum ersten Mal gesichtet wurde. Der Sensor war eine Schale in Lunchbox-Größe aus Kunststoff, die mit vier Saugnäpfen ausgestattet war, von denen zwei Elektroden zur Messung des Herzschlags des Wals enthielten.
Die Forscher markierten den Wal bei ihrem ersten Versuch mit dem Sensor, und dort blieb er für die nächsten 8,5 Stunden, als der Wal auf Dutzenden von Missionen zur Nahrungssuche abtauchte und wieder auftauchte. Die meiste Zeit wurde unter Wasser verbracht: Der längste Tauchgang des Wals dauerte 16,5 Minuten und erreichte eine maximale Tiefe von 184 m, während der Wal nie mehr als 4 Minuten an der Oberfläche verbrachte, um seine Lungen wieder aufzufüllen.
Der Sensor zeigte, dass in den tiefsten Tiefen jedes Tauchgangs das Herz des Wals durchschnittlich vier bis acht Mal pro Minute schlug, mit einem Tief von nur zwei Schlägen pro Minute. Zwischen diesen langsamen Schlägen zog sich die dehnbare Aortenarterie des Wals langsam zusammen, um sauerstoffhaltiges Blut langsam durch den Körper des Tieres zu bewegen, schrieben die Forscher.
Zurück an der Oberfläche beschleunigte sich die Herzfrequenz des Wals auf 25 bis 37 Schläge pro Minute und lud den Blutkreislauf des Tieres schnell mit genügend Sauerstoff auf, um den nächsten tiefen Tauchgang zu unterstützen. Während dieser schnellen Tankstopps arbeitete das Herz des Wals nahe an seinen physischen Grenzen, schrieben die Autoren der Studie - es ist unwahrscheinlich, dass das Herz eines Wals schneller schlagen könnte.
Diese natürliche Herzgrenze könnte erklären, warum Blauwale bei einer bestimmten Größe das Maximum erreichen und warum es auf der Erde noch nie größere Tiere gegeben hat. Da eine größere Kreatur noch mehr Sauerstoff benötigen würde, um ihre langen, tiefen Tauchgänge aufrechtzuerhalten, müsste ihr Herz noch schneller schlagen als das eines Blauwals, um seinen Körper an der Oberfläche mit Sauerstoff zu tanken.
Laut den Autoren der Studie scheint dies nach den aktuellen Daten nicht möglich zu sein. Blauwale haben vielleicht - jetzt und für immer - die fleißigsten Herzen der Erde.
