Wie wir nutzen auch die Meeressäuger Lungen zum Atmen – doch mit einem Atemzug kommen sie bekanntlich deutlich länger zurecht: Um lange unter Wasser bleiben zu können, haben Wal, Robbe und Co ihre Sauerstoffversorgung optimiert. Zu den Anpassungen gehört dabei auch eine erhöhte Aufnahme-Kapazität des Blutes für Sauerstoff. Sie basiert auf besonders hohen Mengen des Proteins Hämoglobin. Dessen Bindungsaktivität gegenüber Sauerstoff beruht dabei maßgeblich auf Eisen. Auch beim Menschen ist bekannt, dass ein Mangel an diesem Element zu einer schlechten Sauerstoffversorgung führen kann. Bei Meeressäugern ist das Gegenteil einer solchen „Blutarmut“ gefragt.
“Das System fungiert im Grunde wie eine Art interner Tauchtank für diese Tiere, der es ihnen ermöglicht, besonders lange zu tauchen”, sagt Michelle Shero von der Woods Hole Oceanographic Institution in den USA. Entsprechend müssen Jungtiere während der Stillzeit ihre Hämoglobin-Ausstattung entwickeln und deshalb intensiv mit Eisen versorgt werden. “Die Weibchen übertragen ihre Tauchfähigkeiten gleichsam auf ihre Jungen, wenn sie sie säugen, und zwar durch die Versorgung mit Eisen. Bisher wurde dies aber noch nicht genauer untersucht”, sagt die Meeresbiologin.
Einem kostbaren Element auf der Spur
Um Einblicke in das System zu gewinnen, haben Shero und ihre Kollegen Untersuchungen an Weddellrobben (Leptonychotes weddellii) in der Antarktis durchgeführt. Diese Tiere sind für ihre ausgedehnten Tauchgänge sowie eine vergleichsweise lange Säugedauer der Jungtiere bekannt. Ein günstiger Aspekt für die Untersuchungen war zudem, dass Weddellrobben-Weibchen nicht jedes Jahr für Nachwuchs sorgen. So konnten die Forscher Weibchen mit und ohne Jungtiere vergleichen. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten sie das Blut und die Milch der Weibchen sowie die Merkmale ihres Tauchverhaltens.
Wie die Forscher berichten, ging aus den Analysen der Milch hervor, dass die Tiere ihren Jungen täglich bis zu 614 Milligramm Eisen einflößen. Dabei handelt es sich um eine extrem hohe Übertragungsrate im Vergleich zu Landsäugetieren: Die Dosierung ist in Relation zur Körpermasse bis zu 15 Mal höher als diejenige, die beim Menschen zu Vergiftungserscheinungen durch Eisen führen würden. Im Fall der Robben können die Jungtiere das Element allerdings für den Ausbau ihre Fähigkeit zur Sauerstoffaufnahme nutzen. So können sie im Anschluss an die Säugezeit gleich zu langen Tauchgängen starten, erklären die Wissenschaftler.
Zu Lasten der mütterlichen Tauchleistung
Um die Milch mit den enormen Mengen des kostbaren Elements anzureichern, mobilisieren die Mütter es aus Vorräten in ihren Lebern. Wie aus den Untersuchungen der Tauchleistungen der Weddellrobben hervorging, hat das aber offenbar seinen Preis: Im Vergleich zu Weibchen ohne Nachwuchs ist die Dauer der Tauchgänge bei den Müttern nach der Säugephase deutlich reduziert. Ihre Sauerstoffversorgung scheint demnach eingeschränkt zu sein. Daraus schließen die Wissenschaftler: “Durch die Abfuhr der großen Eisenmengen wird die Fähigkeit der weiblichen Weddellrobben beeinträchtigt, ihre eigenen endogenen Häm-Speicher aufrechtzuerhalten, wodurch sie nur vergleichsweise kurz tauchen können. Der hohe Eisenbedarf während der Laktation wirkt sich letztlich auf die Tauchkapazität als Kosten für die Fortpflanzung aus“, schreibt das Team. Mit anderen Worten: Es handelt sich um ein neues Beispiel für eine mütterliche Investition im Tierreich.
