Mississippi-Alligatoren können ihre Lungen verschieben, um unter Wasser zu manövrieren. Das haben Forscher an der Universität von Utah in Salt Lake City nun erstmals nachgewiesen. Um den Mechanismus genauer zu untersuchen, implantierten die Biologen Todd Uriona und Colleen Farmer fünf Tieren Elektroden. So konnten sie beobachten, wie die Reptilien mit Hilfe spezieller Muskeln die Position ihrer Atmungsorgane nach vorne oder hinten verlagern, um ihren Auftrieb zu regulieren. Weil die Tiere dazu weder Schwanz noch Beine einsetzen müssen, bewegen sie sich besonders leise unter Wasser.
Ein ausgewachsener Mississippi-Alligator erreicht mehr als fünf Meter Länge und kann auch Menschen gefährlich werden. Für ihre Experimente wählten Uriona und Farmer daher keine erwachsenen Tiere, sondern zwei Jahre alte Jungtiere mit maximal einem halben Meter Körperlänge. Diesen in Gefangenschaft geborenen Reptilien setzten die Biologen an fünf unterschiedlichen Stellen des Körpers Elektroden ein. Anhand einer so genannten Elektromyographie, bei der die elektrischen Signale der Muskeln gemessen werden, bestimmten sie anschließend die Aktivität verschiedener Muskelgruppen, während die Tiere tauchten.
Während des Abtauchvorgangs benutzten die Alligatoren ungewöhnlich viele Muskeln, zeigte die Auswertung. Durch das Zusammenspiel verschiedener Muskelgruppen verlagerten die Tiere ihre Atmungsorgane in Richtung Schwanz. Besonders wichtig war dabei die Zwerchfellmuskulatur, die bei Alligatoren den gesamten Verdauungstrakt umhüllt. Die Verlagerung der Lunge erhöhte den Auftrieb in der hinteren Körperhälfte der Tiere. Farmer vergleicht den Mechanismus mit der Trimmung eines Flugzeuges: Je steiler der Neigewinkel, desto schneller bewegen sich die Tiere abwärts. Zudem können die Alligatoren wie ein Flugzeug ihren Körper auch um die Längsachse rotieren lassen. Dazu bewegen sie die Lungen auf die rechte oder linke Seite ihres Körpers und initiieren so die Rollbewegung.
Andere Wasserbewohner wie Krallenfrösche, Schildkröten und Seekühe sind ebenfalls in der Lage, durch die Veränderung ihrer Lungenposition unter Wasser zu manövrieren, hatten bereits frühere Studien gezeigt. Die Forscher weisen daher auf die Bedeutung dieses Mechanismus hin, der sich unabhängig voneinander bei so verschiedenen Tierarten entwickelt hat. Vor allem die Zwerchfellmuskulatur ist ihrer Ansicht nach entscheidend dafür, dass auch langsame Schwimmer so elegant unter Wasser unterwegs sein können.
Todd Uriona und Colleen Farmer (Universität Utah, Salt Lake City): The Journal of Experimental Biology, DOI: 10.1242/jeb.015339 ddp/wissenschaft.de ? Markus Zens
