Winterschlaf und Winterruhe

Winterschlaf und Winterruhe

Energie sparen und Fettreserven aufbrauchen

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Der Winterschlaf oder Hibernation ist ein Zustand ähnlich des Schlafes in das die Tiere verfallen. Verschiedene endotherme und homoiotherme Tiere (Säugetiere, auch einige Vögel) setzen hierbei Ihre Körpertemperatur in kalten Jahreszeiten herab.

Für einige der Winterschläfer ist es tödlich, wenn Sie am Schlaf gehindert werden (Siebenschläfer beispielsweise). Dachse (u. A.) wiederum können überleben ohne Schlaf. Wechselwarme Tiere verfallen in die sogenannte Kältestarre.

Ein Winterschläfer wird im Herbst von einem gleich warmen Tier in ein wechselwarmes Tier, hierbei wird die Körpertemperatur der Umgebung angepasst. Atmung und Herzschlag verlangsamen sich zudem. Die Energie hierfür generiert das Tier aus den zuvor angefressenen Fettreserven.

Fledermaus und andere halten einen ununterbrochenen Winterschlaf, bei anderen Tieren wie Igel, Haselmaus und weitere einen andauernden Winterschlaf mit kurzen Unterbrechungen. Aber es gibt auch Sommerschläfer wie die Weinbergschnecke, da es Ihr an Wasser mangelt und zu warm ist.

Manche Tiere verkriechen sich, machen aber keinen Winterschlaf. Sie halten Winterruhe. Auch bei der Winterruhe schlafen die Tiere, aber nicht so fest wie die Winterschläfer. Ihr Herzschlag und ihre Atmung werden langsamer, senken sich aber nicht so stark ab wie beim Winterschlaf. Außerdem wachen die Tiere zwischendurch auf, um zu fressen. Trotzdem spart ihr Körper jede Menge Energie, weil die Tiere sich kaum bewegen. Winterruhe halten zum Beispiel Eichhörnchen, Bären, Dachse und Biber.

Verhalten der Winterschläfer

Im Herbst werden von den Winterschläfern wie Fledermäuse geeignete Orte gewählt, die entsprechend Schutz bieten, Höhlen oder Baumstämme sind beliebt. Es wird mit diversen Materialien ein gemütliches Quartier gestaltet um den Winter gut zu überstehen. Im sogenannten Torpor verbringen Sie meist mit mehreren Tier zusammen gerollt in einem Energiesparzustand und generieren so mehr Wärme.n Körpertemperatur wird gesenkt und man ist für äussere Einflüsse recht resistent.

Murmeltiere senken zum Beispiel während des Winterschlafs ihre Körpertemperatur von 39 auf bis zu 7°C ab. Ihr Herz schlägt statt hundertmal nur noch zwei- bis dreimal pro Minute. Die Atempausen können bis zu einer Stunde betragen.

Absonderungsprodukte des Darmkanals und der Leber sammeln sich bei Winterschläfern im unteren Teil des Darms an und werden gleich nach dem Erwachen ausgeschieden. Es wird keine Nahrung während dieser Zeit aufgenommen, stattdessen werden die angefressenen Fettreserven verbraucht. Gefährlich wird es, wenn das Tier zu oft den Schlaf unterbrechen muss. Hier wird mehr Energie benötigt und die Reserven können nicht ausreichen. Bei einigen Arten wird können Magen, Darm, Leber und Nieren verkleinern, wie bei Murmeltieren.

Ein spezielles braunes Fettgewebe, das im Schulter- und Nackenbereich der Winterschläfer liegt, dient zusätzlich dem Energierückgewinn, besonders auch dann, wenn die Tiere bei erhöhten Außentemperaturen wieder aus ihrem Winterschlaf aufwachen, was etliche Stunden dauert. In der Spätphase des Aufwachens wird der Körper vor allem durch Muskelzittern wieder auf Normaltemperatur gebracht. Je wärmer es wird, desto schneller atmen die Tiere.

Dauer des Winterschlafs

Der Winterschlaf dauert je nach Tier auch unterschiedlich lang, so sind es bei Igeln etwa 3-4 Monate und bei Siebenschläfern 6-7 Monate. Genau betrachtet ist der Winterschlaf allerdings nicht mit normalem Schlaf zu vergleichen. Es handelt sich nicht um einen permanentem Schlaf ohne Pause. Bei vielen Tieren ist der Winterschlaf in Abschnitte unterteilt. Lange Schlafphasen wechseln sich mit sehr kurzen Wachphasen ab. Wie bereits erwähnt, darf das nicht zu oft vorkommen, da es sonst tödlich sein kann.

Sozialer Winterschlaf

Einige Winterschläfer z. B. Murmeltiere halten sogar einen sozialen Winterschlaf. In jedem Bau ruhen bis zu 20 Eltern- und Jungtiere eng nebeneinander, so dass sie sich gegenseitig aufwärmen können, wenn die winterlichen Temperaturen zu stark absinken. Das erhöht die Chancen vor allem der Jungtiere, die über weniger Energiereserven verfügen, auch härtere Winter zu überstehen.

Wann beginnt der Winterschlaf?

Die äußeren Bedingungen und Faktoren spielen eine große Rolle. Die Außentemperatur sinkt, Nahrung wird weniger Richtung kalte Jahreszeit. Aber auch die innere Uhr der Tiere gibt Ihnen die notwendigen Signale. Der Hormonhaushalt stellt sich um, aufgrund durch schwächere Sonneneinwirkung sinkt die Zufuhr von Vitamin D. So werden Erstarrungshormone freigesetzt. Beeinflusst wird dadurch die Nahrungszufuhr zur Bildung der benötigten Fettreserven und die Schlafbereitschaft steigt. In sehr sehr abgeschwächter Form ist das auch bei uns Menschen zu beobachten.

Frühjahr

Die genaue Ursache für das Aufwachen im Frühjahr ist immer noch nicht bekannt. Steigende Umgebungstemperaturen und die Anreicherung von zu vielen Stoffwechselendprodukten im Körperinneren könnten als Signal dienen.

Während der Aufwachphase muss die Körpertemperatur wieder erhöht werden. Braunes Fettgewebe wird hormonell bedingt zur Energiegewinnung und damit zur Erhöhung der Körpertemperatur verwendet - Ab etwa 15 Grad setzt Muskelzittern ein um die Temperatur weiter zu steigern. Der Bereich der lebenswichtigen Organe wird hierbei schneller erhöht.

Gedächtnisverlust

Untersuchungen der Wiener Universität haben gezeigt, dass der mehrmonatige Winterschlaf negative Auswirkungen auf die Gedächtnisleistungen der Winterschläfer hat. Im Vergleich zu Tieren, die keinen Winterschlaf gehalten hatten, waren die Ziesel nach ihrer langen Schlafphase nicht mehr in der Lage, vorher erlernte Aufgaben zu lösen (zum Beispiel einen Weg im Labyrinth zu finden oder den Hebel eines Futterautomaten zu bedienen).

Eine Erklärung dafür könnte die niedrige neuronale Aktivität während des Torpors sein. Man hat sogar nachgewiesen, dass Verbindungen zwischen Nervenzellen im Gehirn während des Winterschlafs abgebaut werden.

Vögel

Bei Vögel gibt es keine derart langen Zeiträume wie bei Säugetieren. Der Kolibri verfällt allerdings in eine Schlafstarre. Er reduziert die Stoffwechselaktivität wenn Nahrungsmangel herrscht oder bei Kälteeinbrüchen.

Bei uns verfallen bei Hungerperioden junge Mauersegler während des Schlafes in einen wechselwarmen Zustand, ohne dass die Körpertemperatur so stark herabgesetzt würde wie bei echten Winterschläfern.

Winterruhe

Die Winterruhe ist nicht ganz mit dem Winterschlaf vergleichbar. Die Körpertemperatur wird nicht derart weit gesenkt. Die Tiere werden häufiger wach und wechseln auch die Schlafpositionen regelmäßig. Ebenso kann es vorkommen, dass bei Bedarf auf Nahrungssuche gegangen wird. Eichhörnchen haben hierfür Notreserven angelegt.

Hierzu zählen Braunbären, Dachse, Eichhörnchen, Marderhunde und auch Waschbären. Braunbären verbringen allerdings bis 7 Monate in Ihren Höhlen und geben hierbei weder Kot ab, Sie urinieren nicht und ebenso nehmen Sie keine Nahrung und Flüssigkeiten zu sich. Ausschließlich die Fettreserven versorgen Sie.

Amerikanische Wissenschaftler haben herausgefunden, dass für diesen Dämmerzustand das Winterruhehormon Hibernation Induction Trigger (HIT) verantwortlich ist. Diese Substanz ermöglicht es den Bären, ihre lange Winterruhe zu überstehen, ohne dabei an Muskelkraft einzubüßen. Ein Mensch würde bei einer ähnlich langen Ruhephase, etwa im Krankenbett, rund 90 Prozent seiner Muskelkraft verlieren.

Besonderheit Hirsche

In jüngster Zeit wurde zur Winterzeit auch ein Ruhezustand mit einem Abfall der Körpertemperatur auf bis zu 15 Grad Celsius bei einheimischen Hirschen festgestellt. Durch die Herabsetzung ihrer Stoffwechselaktivität in der nächtlichen Ruhephase sind die Tiere in der Lage, die kalte Jahreszeit besser zu überstehen.

Versuche der Veterinärmedizinischen Universität Wien ergaben, dass diese Regulationsmechanismen der Körpertemperatur und des Stoffwechsels vom Nahrungsangebot beeinflusst werden. Eiweißreiche Nahrung, die untypisch für die Winterzeit ist, könnte für unnötig hohe Stoffwechselaktivität im Winter verantwortlich sein. Daher ist eine artgerechte Fütterung, wenn überhaupt, wichtig.

Die Forscher der Veterinärmedizinischen Universität Wien gehen davon aus, dass die Abgrenzung des Winterschlafs von der Winterruhe nicht mehr haltbar ist, sondern eine Vielzahl von Säugetieren über eine Palette von ähnlich verlaufenden Regulationsmechanismen der Herabsetzung des Stoffwechsels und der Körpertemperatur verfügen, die möglicherweise auch von Seehunden und Walen bei längeren Tauchgängen genutzt werden.

Kältestarre

Bei poikilothermen Tieren wie Schnecken, einige Insekten, dem Großteil der Reptilien, sowie Amphibien kommt es dagegen zur Kältestarre. Das tödliche Einfrieren von Körperflüssigkeiten wird durch Glukose verhindert.

Auch hier unterscheiden sich die Zeiträume unter den Arten, so liegt die Zeit der Starre bei Molchen 3-4 Monate, Blindschleichen und Kreuzottern bei gut einem Monat mehr und bei Laubfröschen beispielsweise bei bis zu 7 Monaten. Der nordamerikanische Waldfrosch sondert keinen Harn ab, so steigt der Gehalt um das 50-fache. Die Kältestarre kommt bei Tieren in gemäßigten Klimazonen vor.

Sommerschlaf/Trockenschlaf

Ebenfalls gibt es wie bei Krokodilen und einigen Schlangen den Sommerschlaf. Während Trockenzeiten in heißen Regionen verbringen die Tiere die Zeit unter einer Schlammdecke. In unseren Regionen ist die Weinbergschnecke hierfür bekannt, sofern Wassermangel herrscht und die Temperatur zu hoch steigt.

Weitere Tier sind verschiedene Frosch- und Krötenarten. Auch hier ist das Ziel Energie zu sparen in dem man den Stoffwechsel herunter fährt. Ebenso können hier manche Tiere den Darm verkleinern, so dass weniger Nahrung nötig ist. Steigt das Angebot, wächst der Darm wieder.

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