Torpor und Winterschlafphasen

(08.11.2014) Für winterschlafende Tiere bricht in diesen Tagen ein Wettstreit mit der Zeit an. Sie müssen genügend Fettreserven ansammeln, um den Winter schlafend, also ohne zu fressen, zu überstehen.

Für Tiere, die erst in den Herbstmonaten geboren werden, ist dieser Wettstreit besonders hart. WissenschafterInnen vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie an der Vetmeduni Vienna fanden heraus, dass junge, kurz vor dem Winter geborene Gartenschläfer, diesen Nachteil mit Powernaps ausgleichen.


Der Gartenschläfer gehört zur Familie der Bilche, ist in Europa heimisch und lebt überwiegend im Wald

In Winterschlafphasen altern die Tiere auch weniger rasch. Die Ergebnisse sind im Journal Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht.

Beim Winterschlaf handelt es sich nicht um Schlaf im herkömmlichen Sinn. Tiere befinden sich während des Winterschlafes in einer Art Wachzustand, in dem sie ihre Körpertemperatur und Stoffwechselrate kontrolliert absenken.

Dieser Zustand wird Torpor genannt und durch regelmäßige Aufwachphasen unterbrochen. Bisher dachte man, dass Winterschläfer diese Torporphasen nutzen, um Energie und Wasser zu sparen.

Powernaps fördern Wachstum und Fettzunahme

Wildtierforscher Sylvain Giroud und seine KollegInnen vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie haben neue Erklärungen gefunden.

Giroud untersuchte Gartenschläfer, das sind Verwandte der Siebenschläfer, die relativ spät in der Saison geboren wurden und deshalb ihre Fettzunahme sehr effizient steuern müssen. Einer Gruppe Gartenschläfern stellten die Forschenden jeden Tag genügend Futter zur Verfügung. Für eine zweite Gruppe gab es nur jeden zweiten Tag Nahrung.

Es zeigte sich, dass Gartenschläfer, die jeden zweiten Tag einen Fasttag einlegen mussten, viel häufiger in Torporphasen fielen. Trotz Hungertagen wuchsen die Tiere rasch und sammelten genügend Fettreserven an. „Je länger die Tiere in solchen Torporphasen verharrten, desto mehr Energie sparten sie auch“, erklärt der Erstautor Giroud.

Für die Messung der Körpertemperatur platzierten die Forschenden Messgeräte in den Nestern. Starke Temperaturabfälle während der Torporphasen konnten so genau überwacht werden.

„Bis vor einigen Jahren dachte man, dass Torpor nur eine Funktion hat, nämlich den Energieaufwand der Tiere verringern. Nun gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass der schlafähnliche Zustand auch andere wichtige Funktionen hat.

Einerseits begünstigt er das Wachstum der Jungtiere und fördert das Ansammeln von Fettreserven vor dem Winter. Andererseits hat er auch Einfluss auf den Alterungsprozess“, erklärt Giroud.

Torporphasen verlangsamen das Altern

Torpor und Winterschlaf verlangsamen den Alterungsprozess der Tiere und wirken lebensverlängernd. Giroud und seine KollegInnen zeigen erstmals, dass Phasen, in denen die Tiere mit erhöhter Körpertemperatur leben, den Alterungsprozess während der Wintermonate beschleunigen.

Konkret untersuchten die Forschenden die Telomerlängen bei den Tieren. Telomere sind DNA-Stücke an den Enden der Chromosomen, die bei jeder Zellteilung kürzer werden und deshalb als Marker für den Alterungsprozess gelten. Je mehr Zeit die Tiere bei erhöhter Körpertemperatur, also nicht in Torporphasen, verbrachten, desto kürzer ihre Telomere.

Als nächstes möchten Giroud und seine Forschungsgruppe den Unterschied zwischen früh und spät in der Saison geborenen Winterschläfern untersuchen.

Die Forschenden erwarten bei den früher geborenen Tieren weniger Torporphasen, langsameres Wachstum und mehr angesammelte Fettreserven vor dem Winterschlaf. Wie sich die unterschiedlichen Geburtszeitpunkte auf den Alterungsprozess auswirken, soll auch untersucht werden.

Das Forschungsprojekt entstand in Kollaboration mit der Universität West-Sydney, Australien und der Universität Straßburg in Frankreich.

Literatur

Der Artikel „Late-born intermittently fasted juvenile garden dormice use torpor to grow and fatten prior to hibernation: consequences for ageing processes“ von Sylvain Giroud, Sandrine Zahn, Francois Criscuolo, Isabelle Chery, Stéphane Blanc, Christopher Turbill und Thomas Ruf wurde am 5. November 2014 in Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht. doi: 10.1098/rspb.2014.1131
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/281/1797/20141131.abstract



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