BiologieLungenkollaps rettet Robben vor Taucherkrankheit

Schnelles, plötzliches Auftauchen aus großer Tiefe kann Blutgefäße verstopfen und die Lunge zerreißen. Selbst Meeressäuger leiden darunter, doch kennen sie einen Trick. von Jan Osterkamp

Selbst auf das Tauchen spezialisierte Lungenatmer wie Wale oder Robben bedroht die "Taucherkrankheit". Die fatalen Dekompressionserscheinungen entstehen nach dem Auftauchen, wenn der in größeren Tiefen unter erhöhtem Druck im Blut gelöste Stickstoff ausperlt. Das kann Blutgefäße und Gewebe verstopfen oder gar Lungenrisse verursachen.

Eine von den Meeressäugern praktizierte Lösung des Problems besteht im kontrollierten Kollabieren ihrer Lunge – eine Strategie, die sich nun Birgitte McDonald und Paul Ponganis von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla mit moderner Messtechnik in freier Wildbahn genauer angesehen haben.

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Die Meeresbiologen verdrahteten dazu einen gut 80 Kilogramm schwere Kalifornischen Seelöwen ( Zalophus californianus ) mit Messfühlern, die unter anderem den Sauerstoffpartialdruck in der Hauptschlagader des Tieres und seine Tauchtiefe aufzeichneten. Die Messkurven verrieten bei durchschnittlichen Tauchtiefen von etwas über 200 Meter dramatische Veränderungen: Der Partialdruck sinkt an diesem Schwellenwert beim Abtauchen plötzlich – und steigt, nachdem das Tier für einige Minuten in der Tiefe gejagt hat, ebenso plötzlich wieder an, sobald die Robbe aufzutauchen beginnt.

Kalifornischer Seelöwe mit Messinstrumenten

Kalifornischer Seelöwe mit Messinstrumenten  |  © Birgitte McDonald

Diese Änderungen müssen mit einem geregelten Kollaps und, beim Auftauchen, "Antikollaps" der Lunge einhergehen, erklären die Forscher : Das Atemorgan stellt dabei den Gasaustausch mit dem Blut völlig ein. So kann kein weiterer gelöster Stickstoff in Blut und Gewebe gelangen, also auch später nicht mit zerstörerischen Folgen ausgasen. Der Zeitpunkt des Kollaps hängt dabei nicht nur mit der Tiefe, sondern auch mit dem an der Oberfläche aufgenommenen Luftvolumen zusammen, ermittelten die Forscher weiter. So kann die Robbe sich offenbar vor dem Abtauchen auf eine angestrebte Tauchtiefe einstellen und sie im Voraus planen. Ähnliches hatte man zuvor schon bei Königspinguinen vermutet.

Erschienen auf spektrum.de

Erschienen auf spektrum.de  |  © Screenshot ZEIT ONLINE

Die Strategie der kollabierenden Lunge als Schutzmechanismus für Dekompressionsfolgen hatten Forscher bisher noch nicht exakt gemessen und am lebenden Objekt nachvollzogen. Unerwartet war für die Biologen nun der beim Auftauchen ablaufende Mechanismus, bei dem die Lungenbläschen reexpandiert werden und den Gasaustausch wieder aufnehmen. Dabei dient offenbar die beim Tauchen in den oberen Atemwegen verbliebene Luft als Gasspeicher und Sauerstoffreservoir für die Endphase des Tauchgangs. Untersuchungen an kleineren Ohrenrobben hatten zuvor belegt, dass diese bei flachen Tauchgängen ohne Lungenkollaps gerade in der Auftauchphase unter Sauerstoffmangel leiden können. Der Mechanismus der Seelöwen überbrückt diese labile Phase nach langen Tauchphasen offenbar erfolgreich.

Keiner der auf das Tauchen spezialisierten Meeressäuger kann sich den Gefahren der Dekompressionskrankheit allerdings vollständig entziehen: Sie leiden etwa akut unter ungeplantem zu schnellem Auftauchen, das etwa eine Reaktion auf störende Sonargeräusche sein kann. Zudem zeigen pathologische Veränderungen ihrer Knochen , dass sie das Tauchen langfristig auch physiologisch belastet.

Erschienen auf spektrum.de

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Leserkommentare
  1. Ich finde Ihren Artikel über den Lungenkollaps bei Robben äusserts interessant, allerdings viel mir direkt unter der Überschrift auf, dass Sie schreiben, dass schnelles, plötzliches Auftauchen die Lunge zerreissen kann. Wie ist das denn bitte möglich? Wir reden hier ja nicht übers Gerätetauchen, bei dem durch kontinuierliche Atmung ein Druckausgleich in der Lunge hergestellt wird. Wenn ich einen Ballon mit sechs Litern Luft von der Oberfläche auf 50m Tiefe bringe, dann hat der Ballon dort nur noch ein Volumen von einem Liter. Bringe ich den Ballon wieder zurück zur Oberfläche, dann hat er wieder sein Anfangsvolumen von sechs Litern. Das gleich geschieht beim Freitauchen mit der Luft in der Lunge - in der Tiefe wird diese komprimiert, beim Auftauchen dehnt sie sich wieder aus. Die Lunge kann also am Ende eines Tauchganges nicht mehr Luft enthalten als am Anfang und somit auch nicht zu einem Lungenriss führen

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  • Schlagworte Biologie | Messtechnik | Robbe | Tier
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