Spitzmäuse im Winter: Schrumpfen statt Gas geben

Selbst bei eisigen Temperaturen müssen Waldspitzmäuse ihren Stoffwechsel nicht erhöhen

27. April 2020

Knapp dreißig Waldspitzmäuse aus dem Gebiet um Möggingen haben letztes Jahr ein ungewöhnliches Abenteuer erlebt: Forscher des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie in Radolfzell haben die Tiere eingefangen, ihre Schädel vermessen und ihren Stoffwechsel untersucht. Anschließend haben sie die Tiere wieder freigelassen. Und das alles für eine aufregende Entdeckung. Die Messungen haben nämlich ergeben, dass der Stoffwechsel der Tiere sommers wie winters gleich aktiv ist. Normalerweise brauchen Tiere, die keinen Winterschlaf halten, im Winter mehr Energie, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten. Damit besitzen die Spitzmäuse einen Überlebensvorteil, der es ihnen vermutlich ermöglicht hat, auch kältere Regionen zu besiedeln.

Die Waldspitzmaus ist ein Überlebenskünstler: Um Energie zu sparen, macht sie keinen Winterschlaf, sondern wird einfach kleiner.

Waldspitzmäuse haben eine der höchsten Stoffwechselraten unter den Säugetieren. Sie verbrauchen also für ihr vergleichsweise geringes Körpergewicht sehr viel Energie. Da ihre Fettreserven rasch aufgebraucht sind, verhungern sie schon nach wenigen Stunden ohne Futter. Dennoch sind Waldspitzmäuse und ihre nächsten Verwandten evolutionär enorm erfolgreich und vor allem auf der nördlichen Hemisphäre weit verbreitet.

Dina Dechmann, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Radolfzell, will herausfinden, wie Tiere mit großen Schwankungen von Nahrungsangebot und anderen Ressourcen umgehen. Wie schaffen es zum Beispiel die winzigen Spitzmäuse, Kälte und Nahrungsmittelknappheit im Winter zu trotzen? Studien mit wildlebenden Spitzmäusen sind aber aufwendig. So müssen die Tiere etwa aufgrund ihres starken Territorialverhaltens für die Dauer der Experimente in großen Einzelgehegen gehalten werden.

Schrumpfkur im Winter

Anders als viele andere Tiere, legen Waldspitzmäuse weder Vorräte an noch halten sie Winterruhe. Stattdessen passen sie sich auf eine ganz andere Art an: Nach ihrer Geburt im Sommer wachsen sie zügig bis zu einer Maximalgröße heran, beginnen dann allerdings im Herbst zu schrumpfen und verlieren etwa zehn bis 20 Prozent an Gewicht. Dabei reduzieren sie nicht nur Fett- und Muskelmasse. Auch innere Organe wie das Gehirn schrumpfen. Ab Februar beginnen die Spitzmäuse wieder zu wachsen, bis sie dann im Frühling ihre Maximalgröße erreichen. Einige Gewebe wie etwa das Gehirn wachsen allerdings nur teilweise wieder mit. Diese im Tierreich sehr seltene saisonale Veränderung der Körpergröße ist auch als Dehnels Phänomen bekannt.

Jedoch scheint die Strategie ein wenig paradox. Trotz dickem Winterfell würde man erwarten, dass die Mäuse durch die geringere Körpergröße bei winterlichen Temperaturen leichter auskühlen, denn kleine Tiere besitzen ein ungünstiges Verhältnis von Körperoberfläche zu Körpermasse. Dadurch verlieren sie mehr Wärme an die kalte Umgebungsluft. Tatsächlich ist der Zusammenhang zwischen Körpergewicht, Temperatur und Stoffwechselrate eine ganz grundlegende Gesetzmäßigkeit in der Ökologie.

Konstanter Energieverbrauch

Für ihre Untersuchung fingen die Forscher die Spitzmäuse in Lebendfallen und zeichneten mehrere Stunden lang deren Stoffwechsel auf. Anschließend ließen sie die Tiere wieder frei.

Um herauszufinden, wie sich die saisonale Veränderung der Körpergröße auf den Energieverbrauch der Spitzmäuse auswirkt, haben Dechmann und ihr Team den Stoffwechsel der Tiere bei den Außentemperaturen der verschiedenen Jahreszeiten gemessen. Die Ergebnisse der Untersuchungen waren überraschend. „Irgendwie schaffen es die Waldspitzmäuse, der Evolution ein Schnippchen zu schlagen“, berichtet Dina Dechmann. Denn trotz der verringerten Körpergröße verbrauchen die Spitzmäuse pro Gramm Körpergewicht im Winter nicht mehr Energie – und dies, obwohl die Temperaturen um mehr als 30 Grad schwanken können. Das liegt nicht etwa daran, dass sie im Winter weniger aktiv sind: Die Videoaufnahmen der Forscher zeigen, dass die Mäuse zwar ein wenig mehr ruhen, dies aber nur einen kleinen Teil der Unterschiede im Energiebedarf erklären kann.

Die Wissenschaftler vermuten, dass die Tiere durch ihre hohe Stoffwechselaktivität ständig übermäßig viel Wärme produzieren und die Stoffwechselrate deshalb im Winter gar nicht zu erhöhen brauchen. Eine kleinere Körpergröße bedeutet dann einfach nur, dass sie insgesamt weniger Energie zu sich nehmen müssen, was bei dem knappen Nahrungsangebot im Winter vorteilhaft ist. „Wie das genau funktioniert ist aber noch unklar. Es gibt daher noch einige offene Fragen, die wir in weiteren Experimenten untersuchen möchten“, sagt Dechmann. Der besondere Stoffwechsel der Waldspitzmäuse könnte sogar zur Erforschung menschlicher Erkrankungen beitragen, bei denen der Stoffwechsel eine Rolle spielt.

MT/HR

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