Von Jürgen Herbert

Bis zu sieben Monate lang lebt es metertief unter der Erde. Im Winter ist die Höhle von einer undurchdringlichen Schicht aus Eis und Schnee bedeckt. Es verharrt dort, gemeinsam mit seinen Artgenossen, ohne Licht und Nahrung bei Körpertemperaturen knapp über dem Gefrierpunkt. Die Rede ist vom Alpenmurmeltier Marmota marmota. Dieser Winterschläfer kann wie die Igel, Bären, Fledermäuse und einige Reptilien seinen Stoffwechsel bis auf ein Hundertstel reduzieren, solange die kalten Monate andauern.

Bereits im vergangenen Jahrhundert haben sich Wissenschaftler mit dem faszinierenden Phänomen des Winterschlafs beschäftigt. Schon damals entstand die These, daß die unter der Erde eingeschlossene „dicke“ Luft zum Winterschlaf führe. Das beim Ausatmen abgegebene Kohlendioxid (C02) reichere sich im Bau an, führe zu einer Art Selbstnarkotisierung und schließlich zum Winterschlaf. Tatsächlich war es in Laborversuchen gelungen, bei Murmeltieren, die ein Gasgemisch mit stark erhöhtem CO2-Gehalt einatmeten, eine dem Winterschlaf ähnliche Ruhe auszulösen.

Der Marburger Zoologe Gerhard Heldmaier und der Murmeltierexperte Walter Arnold vom Max-Planck-Institut für Verhaltensphysiologie in Seewiesen untersuchten jetzt erstmals winterschlafende Alpenmurmeltiere in freier Natur. Hierzu präparierten sie und ihre Mitarbeiter zahlreiche Bauten dieser Tiere im Nationalpark Berchtesgaden. Mit bis zu acht Meter langen Meßsonden, die die Nestkammern der Tiere erreichten, konnten sie die Temperatur im Winterbau laufend messen. Zusätzlich lieferten implantierte Sender im Sekundenintervall die aktuelle Körpertemperatur jedes einzelnen Tieres an eine Computerstation im Gelände. So war es möglich, die individuelle Wärmeregulation der Tiere zu dokumentieren und mehr Licht in das Dunkel des Winterbaus zu bringen.

Wie alle Winterschläfer, so „schlafen“ auch Alpenmurmeltiere nicht ununterbrochen. Regelmäßig, etwa alle zwei Wochen, „erwachen“ die Tiere für zwölf bis achtzehn Stunden. In diesen sogenannten Arousalphasen erwärmen sie mit Hilfe eines speziellen Fettgewebes, dem braunen Fett, ihren Körper von der Umgebungstemperatur (5-6 Grad Celsius) auf die normale Körpertemperatur von 36 Grad. Wozu dieses energiezehrende Aufwärmen dient, darüber gab es bisher nur Spekulationen. Die ältere Vermutung, die Arousalphasen stellten eine Art „Pinkelpause“ dar, um Exkremente auszuscheiden, konnte mittlerweile widerlegt werden.

Walter Arnold stieß bei seinen Beobachtungen auf ein differenziertes Steuerungssystem dieser Warmphasen. Alle Murmeltiere in einer Nestkammer – bis zu zwanzig Individuen – erwärmen sich immer gemeinsam. Sie synchronisieren ihre Arousalphasen mit hoher Präzision. Sind Jungtiere im Bau, dann erwärmen ihre Eltern und älteren Geschwister sie durch zusätzliche Arousals. Darüber hinaus regulieren die erwachsenen Tiere ihre Körpertemperatur etwa vier Grad höher als die Umgebungstemperatur und drängen die Jungen in die Mitte des Schläfer-Knäuels. Ohne diese Brutpflege durch gegenseitiges Wärmen, das hat sich im Nationalpark Berchtesgaden gezeigt, hätten die Jungtiere kaum eine Überlebenschance.

Die Elterntiere werden durch die zusätzliche Wärmeproduktion enorm belastet. Ihr Gewichtsverlust während des langen Winters reduziert ihre Chance auf Fortpflanzung im nächsten Jahr. Für Physiologen war bisher nicht vorstellbar, so Walter Arnold, daß verwandtschaftliche Beziehungen zwischen Tieren eine so grundlegende Größe wie die individuelle Wärmeregulation beeinflussen könnten.