Welche Tricks fallen Ihnen ein, mit denen Tiere im Sommer einen kühlen Kopf bewahren? Als würde man sich auf die Füße pinkeln ...

„Heiß! Heiß!“ Wenn in ganz China überall auf den Backofen- oder Dampfgarer-Modus umgeschaltet wird, geraten alle ins Schwitzen. Ein Gramm Wasser mit 35 °C kann beim Verdunsten 2426 Joule Wärme aufnehmen. Daher ist die Nutzung der Schweißverdunstung zur Wärmeableitung ein sehr wirksames Mittel.

Für uns scheint Schwitzen etwas ganz Alltägliches zu sein, doch in der Natur haben Tiere alle möglichen seltsamen Methoden, Wärme abzugeben, wie etwa Spucken oder auf die Füße pinkeln. Sogar Insekten, die sehr entfernt mit uns verwandt sind, besitzen die gleiche Fähigkeit zu „schwitzen“ wie Menschen.

Ornat-Dosenschildkröten spucken, um Wärme abzuleiten | Peter Paplanus / Wikimedia Commons

Schweiß, Keuchen und Sabbern

Unter den Tieren ist der Mensch hinsichtlich der Menge an Schweiß, die er produziert, einzigartig. Affen scheiden nur 80 bis 90 Gramm Schweiß pro Quadratmeter Haut und Stunde aus, während Menschen mehr als 800 Gramm ausscheiden können! Daher ist die Ausdauer des Menschen beim Gehen in Umgebungen mit hohen Temperaturen unter den Säugetieren einzigartig.

Säugetiere haben zwei Arten von Schweißdrüsen: apokrine Drüsen und ekkrine Drüsen. Die apokrinen Schweißdrüsen sind normalerweise in behaarten Körperbereichen verteilt und sondern eine klebrige Flüssigkeitsmischung aus Fett, Eiweiß usw. ab. Es gibt nur sehr wenige ekkrine Schweißdrüsen, die sich in den Handflächen aller vier Füße konzentrieren, und mehr als 99 % ihrer Absonderungen bestehen aus Wasser. Einige Tiere, wie beispielsweise Pferde, verwenden apokrine Schweißdrüsen zur Wärmeableitung. Der Mensch nutzt zum Schwitzen ekkrine Schweißdrüsen. Fast alle Schweißdrüsen auf der Körperoberfläche sind ekkrine Schweißdrüsen. Apokrine Schweißdrüsen kommen hauptsächlich in den Achselhöhlen, Warzenhöfen und Geschlechtsteilen vor.

Anatomie der Hautdrüsen. Nr. 7 (roter Kreis) ist die ekkrine Schweißdrüse und Nr. 8 (blauer Kreis) ist die apokrine Schweißdrüse | www.hegasy.de

Andere Tiere schwitzen nicht so stark wie Menschen, verwenden jedoch andere Methoden zur Wärmeableitung, beispielsweise Hecheln. Hecheln ist für Warmblüter die häufigste Art, Wärme abzugeben. Am häufigsten sieht man im Sommer einen Hund, der mit offenem Maul hechelt. Durch das Hecheln verdunstet die Feuchtigkeit in den oberen Atemwegen. Die Oberfläche der Atemwege ist reich an Blutgefäßen. Die durch Verdunstung entzogene Wärme kühlt das Blut und die Blutzirkulation kühlt den gesamten Körper zusätzlich ab.

Hunde strecken ihre Zunge nicht heraus, um zu schwitzen, sondern um die Kontaktfläche zwischen der Zungenoberfläche und der Luft zu vergrößern | Pixabay

Aber das Keuchen hat seine Grenzen. Die Atemwege haben eine begrenzte Oberfläche (Hunde strecken ihre Zunge heraus, um diese Oberfläche zu vergrößern) und eine begrenzte Effizienz, mit der Wärme abgeführt werden kann. Der Gasaustausch beim Hecheln findet ausschließlich in den oberen Atemwegen statt. Mit der Zeit kann das Kohlendioxid in der Lunge nicht mehr entweichen und reichert sich an, was zu einer Alkalose führt. Darüber hinaus beugt und streckt sich der Rumpf von Vierbeinern beim schnellen Laufen nach vorne und hinten, was die Kontraktion des Zwerchfells behindert. Sie können sich also nicht wie ein Akkordeon ausdehnen und zusammenziehen und gleichzeitig atmen.

Ein anderer Ansatz besteht darin, den Schweiß mit anderem Wasser zu ergänzen. Das Große Rote Riesenkänguru (Macropus rufus) hat Schweißdrüsen, diese sind jedoch nicht gut entwickelt. Es schwitzt nur beim Sport. Wenn ihm heiß ist, leckt es seine Arme, damit der Speichel den Schweiß ersetzt und die Wärme abtransportiert. Die Vorderbeine des Kängurus sind spärlich behaart, wodurch Feuchtigkeit leicht verdunsten kann, und die Oberfläche weist ein gut entwickeltes Netzwerk von Blutgefäßen auf, die den Wärmeaustausch übernehmen können.

Kängurus lecken ihre Arme, um sich abzukühlen | Pixabay

Interessanterweise bildet auch die Schmuckdosenschildkröte (Terrapene ornata) bei Hitze „Schaum vor dem Mund“, d. h. sie spuckt große Mengen Speichel aus und nutzt dabei die Verdunstung des Wassers im Mund und den Atemwegen, um die Hitze abzutransportieren.

Schwitzende Zikade

Die Apachenzikaden (Diceroprocta apache) in der Wüste von Arizona, USA, schlüpfen während der heißesten Sommerzeit des Jahres aus ihren Schalen und zirpen in der heißesten Mittagszeit, um Partner anzulocken. Sie hängen ihr Leben am Rand einer Bratpfanne auf. Die Temperatur in der Wüste kann bis zu 48 °C erreichen. Wenn die Körpertemperatur der Zikade 45,6 °C erreicht, verliert sie die Kontrolle über ihre Muskeln, fällt in den heißen Sand und verbrüht sich.

Apache-Zikade | Steven Kurniawidjaja/Inaturalist

Der Vorteil der Hitze besteht darin, dass man vor Raubtieren geschützt ist. Der Frühling ist relativ kühl, aber die Vögel brüten zu dieser Zeit und haben einen großen Bedarf an Nahrung. Im Sommer trauen sich Vögel und Bienen, die Zikaden jagen, mittags nicht heraus. Bei extremer Hitze stellen Apache-Zikaden ihre Aktivität ein und ziehen sich in den Schatten der Blätter zurück. Was es jedoch unter den Insekten wirklich auszeichnet, ist seine Fähigkeit zu „schwitzen“. An Brust und Hinterleib der Apachenzikade befinden sich viele kleine Löcher, durch die Wasser abfließen und zur Abkühlung verdunsten kann. Innerhalb einer Stunde kann es 1/3 des Wassers in seinem Körper abgeben.

Kleine Löcher am Körper der Apachenzikade | NEIL F. HADLEY et al. / J. exp. Biol. (1989)

Wasser ist in der Wüste zweifellos kostbar. Doch Apachenzikaden verfügen über eine unerschöpfliche Wasserquelle: den Saft im Xylem der Pflanze, der fast ausschließlich aus Wasser besteht. Da die Nährstoffdichte des Baumharzes zu gering ist, scheiden Zikaden ständig Wasser aus (wenn Sie im Sommer unter einem Baum stehen, kann Ihnen Zikadenurin ins Gesicht laufen). Apache-Zikaden nutzen es zur Abkühlung, was als Abfallverwertung betrachtet werden kann.

Vogel: Ein stetiger Wasserstrom

Vögel schwitzen nicht, deshalb haben manche Vögel, wie etwa Störche und Geier, einen anderen Ansatz gewählt, um sich durch Verdunstung abzukühlen. Die Ausscheidung erfolgt über die blutgefäßreichen und unbehaarten Beine und Füße, wodurch das Wasser verdunsten und Wärme abtransportiert werden kann.

Der Rotkopfgeier (Cathartes aura) spritzt beim Kotabsatz normalerweise nach hinten, bei heißem Wetter ändert er jedoch die Richtung und lässt seine Exkremente nach unten auf seine Füße tropfen. Dieser Kot besteht zu 95 % aus Wasser und wird in kleinen Mengen (5 ml auf einmal) ausgeschieden.

Cooler Glatzkopf | Juan Rodolfo Lillo Lobos / J. exp. Biol. (1989)

Obwohl die Beine und Füße des Geiers nicht groß sind und nur eine geringe Wassermenge auf sie gesprüht wird, ist dieser „Heizkörper“ sehr effizient. Experimente zeigen, dass die Körpertemperatur eines Rotkopfgeiers stabil gehalten werden kann, wenn man seine Beine der Raumtemperatur aussetzt, 2,5 ml Wasser darauf spritzt und einen elektrischen Ventilator verwendet, um die Verdunstung zu beschleunigen, selbst wenn der Rest seines Körpers in einer Hochtemperaturbox bei 50 °C aufbewahrt wird.

Dabei hat der Bussard noch einen weiteren Vorteil: Vögel sind Vorbilder im Gewässerschutz. Das Stickstoffstoffwechselprodukt von Vögeln ist ungiftige Harnsäure, während es sich bei Säugetieren um giftigen Harnstoff handelt, für dessen Verdünnung und Ausscheidung (Urin) große Mengen Wasser erforderlich sind, was bei Vögeln jedoch nicht der Fall ist. Der Rotkopfgeier kann über ein Jahr ohne Trinkwasser auskommen, da er seine Flüssigkeitsaufnahme ausschließlich aus dem Fleisch bezieht, das er frisst. Da es gut darin ist, Wasser zu sparen, kann es das gesparte Wasser verwenden, wenn es Wärme abgeben muss, um Wärme abzuleiten, auch wenn kein Wasser zum Trinken vorhanden ist. Um Wärme abzuleiten, kann der Rotkopfgeier in 4 Stunden 40 Mal Kot absetzen, was als „steter Strahl“ bezeichnet werden kann.

Das Talent der Vögel, Wasser zu sparen, hilft ihnen auch, sich an das Leben in der Wüste anzupassen | Andy Reago und Chrissy McClarren / wikimedia

Neben der Ausscheidung kann der Rotkopfgeier auch durch Hecheln und Strecken des nackten Halses Wärme abgeben. Seine weite Verbreitung ist natürlich untrennbar mit seiner Hitzebeständigkeit verbunden. Sie denken vielleicht, dass starkes Schwitzen Ihr Aussehen beeinträchtigt, aber eigentlich sollten Sie froh sein, dass wir nicht dem Beispiel der Vögel folgen.

Verweise

[1] Hatch, Daniel E. „Energieerhaltungs- und Wärmeableitungsmechanismen des Truthahngeiers.“ Der Alk (1970): 111-124.

[2] Lieberman, Daniel E. „Menschliche Fortbewegung und Wärmeverlust: eine evolutionäre Perspektive.“ Umfassende Physiologie 5.1 (2011): 99-117.

[3] Needham, AD, TJ Dawson und JRS Hales. „Durchblutung der Vorderbeine und Speichelausbreitung bei der Thermoregulation des Roten Riesenkängurus, Megaleia rufa.“ Vergleichende Biochemie und Physiologie Teil A: Physiologie 49.3 (1974): 555-565.

[4] Heinrich, Bernd. Die warmblütigen Insekten: Strategien und Mechanismen der Thermoregulation. Springer Science & Business Media, 2013.

Autor: Little Wombat

Herausgeber: pee pee shrimp

Titelbild von Pixabay

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