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Verhaltensforschung: Infrarote Riesen

Wir Menschen verlassen uns hauptsächlich auf visuelle und akustische Signale, um mit anderen zu kommunizieren. Dass es auch noch ganz andere Wege gibt, dem Gegenüber etwas mitzuteilen, zeigen Klapperschlange und Ziesel: Greifen die sensiblen Reptilien an, wird ihnen im wahrsten Sinne eingeheizt.
Infrarotaufnahmen vom Ziesel | Infrarotaufnahmen eines Kalifornischen Ziesels (Spermophilus beecheyi) beim Aufeinandertreffen mit einer Klapperschlange (Crotalus oreganus, oben) beziehungsweise einer Bullennatter (Pituophis melanoleucus, unten): Die Ziesel erhöhen die Wärmeproduktion durch Schwanzbewegungen bei Begegnungen mit Infrarot sensiblen Klapperschlangen. Gemeinsam mit anderen Drohgebärden führt das infrarote Signal dazu, dass die Schlangen vom Nachwuchs der Ziesel ablassen und ein eher defensives Verhalten zeigen.
Züngelnd und mit windenden Bewegungen erreicht die Schlange auf ihrem Beutezug durch das nächtliche Kalifornien den Bau der Erdhörnchen. Sie hat es auf die Jungtiere abgesehen, die – anders als die ausgewachsenen Ziesel – noch keine Resistenz gegen ihr Gift entwickelt haben. Doch plötzlich steht dem Angreifer eines der wehrhaften Elternteile gegenüber, das hektisch mit seinem Schwanz wedelt. In der Dunkelheit sieht die Viper ihren Widersacher nicht, dennoch zieht sie sich zurück und geht in Verteidigungshaltung – wie lässt sich dieses Verhalten erklären?

Reptilien wie die Klapperschlangen können nicht nur sehen und Duftmoleküle aufnehmen, sie verfügen auch über einen weiteren Sinn, der uns Menschen völlig fremd ist: das Grubenorgan. Mit Hilfe dieses Organs – einer dünnen Membran zwischen Augen und Nasenöffnung, in der sich Thermorezeptoren befinden – können die Schlangen ein Wärmebild ihrer Umgebung im Infrarotbereich wahrnehmen. Dabei werden bereits Temperaturänderungen von 0,003 Grad Celsius erkannt, was den Tieren bei der Flucht vor Fressfeinden oder auf der nächtlichen Jagd auf warmblütige Kleinsäuger sehr nützlich ist.

Wärmebilder als Kommunikationsmittel

Aaron Rundus und seine Kollegen von der Universität von Kalifornien in Davis haben nun herausgefunden, dass Wärme auch als Kommunikationsweg zwischen zwei Tierarten eingesetzt wird: Kalifornische Ziesel (Spermophilus beecheyi) sind anscheinend in der Lage, sich durch spezielle Schwanzbewegungen gezielt zu erwärmen und dadurch Schlangenarten mit Grubenorgan abzuwehren, denen ihr Gegenüber dadurch größer und wehrhafter erscheint. Im Eingangsbeispiel "sieht" die Viper im Dunkeln also ein infrarotes, wehrhaftes Riesenhörnchen und beschließt vorsichtshalber, ihren Beutezug abzubrechen.

Hörnchenroboter | Mit dieser aufheizbaren Hörnchenattrappe testeten die Wissenschaftler die Reaktion der Schlangen auf die Temperaturerhöhung. Nur die Klapperschlange reagierte: Sie verfügt durch ihr Grubenorgan über ein Wärmebild der Umgebung.
Die Nager heizen sich sogar gezielt auf – wenn sie ein wärmeempfindliches Kriechtier vor sich haben. Im Labor konfrontierten die Biologen ein Erdhörnchen zunächst mit einer Klapperschlange (Crotalus oreganus) und anschließend mit einer Bullennatter (Pituophis melanoleucus), die nicht über ein Wärmebild ihrer Umgebung verfügt. In beiden Fällen näherten sich die Ziesel vorsichtig, versuchten die Schlangen mit Substrat zu bewerfen und wedelten mit dem Schwanz.

Das Schwanzwedeln werde bei jeder Begegnung mit einer Schlange durchgeführt, da es die Aggressivität des Verteidigers zeige, ihn optisch größer erscheinen ließe und zudem Aufmerksamkeit bei anderen Zieseln in der Gruppe auslöse, so die Forscher. Ein Überraschungsangriff beim Nachbarn werde dadurch unmöglich gemacht.

Test mit aufheizbarem Hörnchenroboter

Der entscheidende Unterschied im Abwehrverhalten fiel den Forschern erst auf, als sie die für das menschliche Auge identischen Szenerien mit einer Infrarotkamera festhielten und anschließend verglichen: Steht das Hörnchen der Klapperschlange gegenüber, erzeugt es wesentlich mehr Hitze mit seinem Körperanhang als bei der Bullennatter. Die Wärme wird vermutlich über das Aufstellen der Schwanzhaare – wodurch die Haut stärker exponiert wird – ausgestrahlt. Zudem scheint bei der Begegnung mit der Klapperschlange mehr Blut aus dem warmen Körperkern durch den Schwanz zu zirkulieren als im Fall der Natter, was zusätzlich zum Temperaturanstieg beiträgt.

Aaron Rundus und seine Kollegen überprüften diese Beobachtung, indem sie einen naturnahen Hörnchenroboter einsetzten, dessen Schwanz sich gezielt aufheizen ließ. Zunächst näherten sich beide Schlangenarten der schwanzwedelnden Attrappe, hinter der eine Nahrungsquelle bereit stand. Die Natter reagierte wie erwartet nicht auf eine Erwärmung des Hörnchenmodells, die Klapperschlange hingegen zeigte ein deutlich defensiveres Verhalten gegenüber der heißen Variante: Sie rollte sich zusammen oder ging in die typische Verteidigungshaltung mit gehobenem Kopf und rasselnder Klapper.

Erstaunliche Co-Evolution

Die Aufheizung sei ein spezifisches Signal an Angreifer mit Wärmesensor, das besonders bei Dämmerung und Dunkelheit – der Zeit der meisten Klapperschlangenattacken – zur Geltung komme, meinen die Verhaltensforscher. Anscheinend hat sich im Lauf der Evolution die Abwehrstrategie der Erdhörnchen spezifisch auf die Sinnesorgane der Kontrahenten eingestellt – und dass, obwohl die Nager selbst keinen Thermosinn wie die Kriechtiere haben.

Das zeigt nach Rundus, wie selbstzentriert die menschliche Auffassung von zwischenartlicher Verständigung noch immer sei: Bislang war Infrarot als direktes Kommunikationsmittel unbekannt. Es sei jedoch wichtig, alle Sinnesebenen zu berücksichtigen, um ein vollständiges Bild der tierischen Gespräche zu erhalten. Denn manchmal ersetzt Wärme eben Worte.

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