Buckelwal, Finnwal… und das größte Tier aller Zeiten – der Blauwal: Die gigantischen Ausmaße der Vertreter der Furchenwale (Balaenopteridae) basieren auf einer ausgesprochen effektive Ernährungsweise. Die Meeresriesen schwimmen dabei mit hoher Geschwindigkeit in Schwärme von kleinen Beutetieren, öffnen ihr Maul und saugen das Futter samt einer riesigen Wassermenge in ihren flexiblen Kehlsack. Anschließend drücken sie den Inhalt mit ihrer Zunge durch die Barten, die wie ein Sieb die Nahrung aus dem nach außen strömenden Wasser filtern. Danach können die Wale den Fang herunterschlucken.
Wie halten sie den Rachen dicht?
Es lag bereits nahe, dass die Meeressäuger für dieses System Mechanismen besitzen müssen, die Fische nicht benötigen, denn Wale atmen bekanntlich Luft. Wie alle Säugetiere müssen sie deshalb gewährleisten, dass bei der Nahrungsaufnahme nichts in den Atemtrakt gelangt, da sich die Zugänge von Speise- und Luftröhre gemeinsam im hinteren Rachenraum befinden. Bei den Walen stellt dies eine besondere Herausforderung dar, denn bei den enormen Wassermengen, die rasant ins Maul strömen, sind die Gewebe enormen Druckbelastungen ausgesetzt. Wie die Meeresriesen das Problem lösen, war bisher unklar.
Um diese Wissenslücke zu schließen, haben die Forscher um Kelsey Gil von der University of British Columbia in Vancouver nun anatomische Untersuchungen an Finnwalen durchgeführt. “Es ist unmöglich, dies an lebenden Walen zu studieren, daher stützten wir uns auf Gewebe von verstorbenen Walen und nutzen die sogenannte funktionelle Morphologie, um die Beziehung zwischen Strukturen und ihren Funktionen zu beurteilen”, erklärt Gil. Das Team nahm also die Anatomie des Walrachens erneut genau unter die Lupe. Sie manipulierten dabei auch verschiedene Elemente und erfassten die Ausrichtungen der Muskelfasern, um den Bewegungsabläufen bei Lebzeiten der Tiere auf die Spur zu kommen.
Propfen-Struktur entdeckt
Der überraschendste Befund war dabei ein Gebilde im Übergangsbereich von Maul und Rachen der Wale, das zuvor unbekannt geblieben ist: “Wir bezeichnen diese Struktur als ‘oralen Pfropfen’, denn aus unseren Ergebnissen geht hervor, dass dieses Element den Kanal zwischen Maul und Rachen blockiert. Das bedeutet, dass es die Atemwege schützt, wenn ein Wal sich auf seine Beute stürzt. Diese Struktur gibt es wahrscheinlich bei allen Furchenwalen”, sagt Gil. Den Untersuchungen zufolge besteht der Pfropfen aus Muskel- und Fettgewebe und gehört zum weichen Gaumenbereich der Furchenwale. Seine Form erinnert dabei an ein riesiges Gaumenzäpfchen.
Den Untersuchungsergebnissen zufolge dichtet der Pfropfen den Rachenraum der Wale normalerweise kontinuierlich ab. Damit verhindert er bei der Nahrungsaufnahme, dass vor der Filterung die noch mit Wasser vermischte Beute in die Speiseröhre gepresst wird. Erst beim Schlucken gibt der Pfropfen diesen Weg frei, geht aus den Ergebnissen hervor. Er bewegt sich dazu nach hinten und oben. Er blockiert dann den Zugang zu den oberen Atemwegen, an deren Enden die verschließbaren Nasenlöcher der Wale sitzen, gibt aber den Weg für die Nahrung frei. Dabei übernimmt dann ähnlich wie bei uns der Kehlkopf die Schließfunktion zur Abdichtung der unteren Atemwege, geht aus den Analysen der Forscher hervor.
