Wie schlafen Säugetiere unter Wasser?

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Einige Meeressäugetiere wie Delfine schlafen mit einer Gehirnhälfte, während Pottwale aufrecht im Meer schlafen.

Pottwale schlafen für kurze Zeit aufrecht. Foto: Franco Banfi — Pottwale schlafen für kurze Zeit aufrecht. Foto: *Franco Banfi*

Wenn Wale schlafen wollen, können sie nachts nicht einfach die Augen schließen und einschlafen, da sie während des Fluges an die Oberfläche kommen müssen, um Luft zu holen. Laut Live Science können sie auch nicht treiben und einschlafen, da die Gefahr von Raubtieren und Unterkühlung besteht.

Eine Lösung besteht darin, jeweils eine Gehirnhälfte abzuschalten. Dieser sogenannte unihemisphärische Schlaf ist die Ruhephase von Walen und Delfinen im offenen Meer. „Der unihemisphärische Schlaf ist für diese Tiere sehr nützlich, da er ihnen erlaubt, ein niedriges Aktivitätsniveau aufrechtzuerhalten und gleichzeitig immer noch eine Gehirnhälfte gleichzeitig schlafen zu lassen“, sagt Patrick Miller, Biologe an der University of St Andrews in Großbritannien.

Delfine sind die am besten erforschten Wale, deren Schlafart bekannt ist. Gehirnscans von in Gefangenschaft gehaltenen Delfinen zeigen, dass sich eine Gehirnhälfte im Tiefschlaf befindet, während die andere wach bleibt, sodass das Tier mit einem offenen Auge schlafen kann. Dieses Schlafmuster ist bei Walen, der Säugetiergruppe, zu der Delfine, Wale und Schweinswale gehören, weit verbreitet. Auch viele Vögel nutzen den unihemisphärischen Schlaf, um sich während des Fluges auszuruhen.

Doch laut Miller nutzen Vögel und Delfine den Hemihirnschlaf aus unterschiedlichen Gründen. So halten beispielsweise in einem Vogelschwarm viele der Vögel am Rande des Schwarms ihre Augen auf der der Gruppe abgewandten Seite offen, um nach Raubtieren Ausschau zu halten. Delfine hingegen machen das Gegenteil. Wenn sie schlafen, halten sie ihre Augen oft auf der der Gruppe zugewandten Seite offen, wahrscheinlich um zu vermeiden, von der Gruppe getrennt zu werden.

Nicht alle Wale sind monohemisphärisch. Manche, wie Menschen und die meisten anderen Säugetiere, schlafen dihemisphärisch, d. h. beide Gehirnhälften schlafen. „Bei Meerestieren, die man nicht erfassen kann, wie Pottwalen, Blauwalen oder Buckelwalen, ist es sehr schwierig, die Gehirnaktivität zu messen. In diesen Fällen sind Verhaltensdaten die besten Hinweise auf ihr Schlafverhalten“, sagt Miller.

Forscher können Tiere dann markieren, um ihr Verhalten zu verfolgen. Eine Studie von Miller aus dem Jahr 2008 zeigte anhand von Markierungen an Pottwalen ( Physeter macrocephalus ), dass diese mitten im Ozean in kurzen Stößen schlafen. Pottwale tauchen nahe der Oberfläche, werden langsamer, halten dann an und schlafen aufrecht. Ihre aufrechte Schlafposition ist wahrscheinlich auf ein auftriebsförderndes Öl namens Walrat in ihrem Kopf zurückzuführen.

Während des Schlafs halten ganze Pottwalschulen ihre Köpfe hoch über der Wasseroberfläche. Während dieser Zeit reagieren die Tiere überhaupt nicht, was darauf hindeutet, dass sie sich in einer Art Tiefschlaf befinden. Pottwale können jedoch nur 20 Minuten unter Wasser schlafen, bevor sie zum Luftholen auftauchen müssen. Nachdem der Wal ausgeatmet hat, sinkt er wieder ab, um sich auszuruhen. Dieses Verhalten kann bis zu 3,5 Stunden andauern.

Auch Nördliche Seeelefanten ( Mirounga angustirostris ) schlafen in ähnlich kurzen Schichten mit beiden Hemisphären. Eine Studie aus dem Jahr 2023 von Jessica Kendall-Bar, Postdoktorandin am Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego, war die erste, die die Gehirnaktivität von schlafenden Meeressäugern maß. Kendall-Bar und Kollegen fanden heraus, dass die Robben bis in Tiefen von etwa 300 Metern tauchten. Dort verlangsamte sich ihre Gehirnaktivität und sie fielen in einen REM-Schlaf (Rapid Eye Movement). Sie drehten sich auf den Kopf und drehten sich in langsamen Kreisen, während sie weiterschliefen.

Aufgrund der Gefahr durch Raubtiere beschränken Seeelefanten ihre Gesamtschlafzeit auf etwa zwei Stunden pro Tag, was sie zu den Säugetieren mit dem kürzesten Schlaf macht.

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