Wissenschaft im Fokus

Veröffentlicht: 16.02.2009

Zani, P. A. & R. Kram (2008): Low metabolic cost of locomotion in ornate box turtles, Terrapene ornata. – Journal of Experimental Biology 211(Pt 23):3671-3676.

Eine niedriger metabolischer Verbrauch bei der Fortbewegung von Dosenschildkröten, Terrapene ornata

Die Evolution hat ein breites Spektrum an Körperbauplänen hervorgebracht, aber für eine bestimmte Körpermasse bewegen sich die energetischen Kosten für deren Fortbewegung (COT, cost of transport) bei terrestrischen Tieren in einem sehr eng begrenzten Rahmen. Die bisherigen Forschungsergebnisse deuten an, dass die COT von der Fähigkeit abhängt, die mechanisch zu leistende Arbeit zu minimieren, ebenso ist sie abhängig von der Effizienz, diese Arbeit zu leisten und dem Aufwand, der erbracht werden muss, diese generierte Energie in die Bewegung der Masse umzusetzen. Schildkröten sind einzigartig in der Hinsicht auf ihren Schutzpanzer und in Bezug auf die Ausgestaltung ihres Schultergürtels und dessen Artikulation, die den Gebrauch einer Muskelschlinge erübrigen könnte. Zusätzlich haben Schildkröten langsamer arbeitende, aber dafür effizienter arbeitende Muskeln im Vergleich zu anderen Wirbeltieren. Allerdings könnte langsame Fortbewegung dennoch die COT erhöhen, indem sie die mechanische Energieeinsparung durch das Auftreten eines invertierten Pendelmechanismus verliert. Somit war es unser Ziel, die metabolische COT und deren Effizienz während der Fortbewegung terrestrischer Schildkröten zu bestimmen. Wir untersuchten dazu 18 Schmuckdosenschildkröten, Terrapene ornata. Die Bewegungsgeschwindigkeit war extrem langsam (0,07+/-0,005 m pro Sekunde). Das durchschnittliche Minimum der COT lag bei 8,0+/-0,70 J pro Kilogramm und Meter bei einer ungefähren Geschwindigkeit von 0,1 m/s. Schmuckdosenschildkröten verbrauchen nur die Hälfte der Energie, die man aufgrund einer allometrischen Beziehung (in Bezug zur Körpermasse) für alle anderen terrestrischen Tiere vorhersagen würde (15,9+/-0,35 J pro kg und m), und somit gehören sie zu den energieeffizientesten Wanderern. Wenn die Schildkröten eine Steigung von 24 Grad hoch laufen mussten, bewegten sie sich signifikant langsamer (0,04+/-0,004 m pro Sekunde), aber leisteten diese Extraarbeit, die zum Erklimmen der Steigung erforderlich war, mit einer noch höheren Effizienz (>49 %). Es erscheint also so, als habe die Ko-Evolution eines schützenden Panzers in Assoziation mit der Schultergürtelmorphologie sowie der Ausbildung langsam aber äußerst effizient arbeitender Muskeln dazu geführt, dass sie nicht nur eine der ökonomischsten Fortbewegungsarten, sondern auch eine der effizientesten Bergauf-Fortbewegungsarten entwickelt haben.

Anmerkung von H.-J. Bidmon:
Wenn man mal bedenkt, wie lange Schildkröten schon diesen Planeten besiedeln und wie sie vielleicht gerade durch diese Energieeinsparungen die unterschiedlichsten Umweltveränderungen und Meteoriteneinschläge etc. überdauern konnten, sollte man sich schon fragen, ob unser Streben nach immer mehr und immer schneller nicht auch der schnellste Weg in die Katastrophe sein könnte. Man sollte sich schon manchmal fragen, was unterscheidet eigentlich die Erfolgsmodelle der Evolution von unseren eigenen? Nun die Evolution verleiht keine Goldmedaillen für Geschwindigkeit und Energieverschwendung, sondern belohnt in der Regel für Ausdauer und optimalen Energieeinsatz mit Überlebensfähigkeit. Ob da in der aktuellen Krise die Politik gut beraten ist, der Industrie mehr Energie einsparende und das Klima schützende Verordnungen aus dem Weg zu räumen, als weiterhin auch in der Krise darauf zu beharren, ist fraglich. Und anders gefragt, brauchen wir wirklich so energieverschwenderische internationale Großsportereignisse, oder hat schon mal jemand durchgerechnet, wie viel Energie allein durch den Verzicht auf eine Olympiade eingespart werden könnte? Oder hat einmal jemand kalkuliert, was bei unseren hohen Bevölkerungszahlen an Energie und CO₂-Emission eingespart werden könnte, wenn wir die Feuerbestattung abschaffen würden (da könnte sich vielleicht sogar eine staatliche Subvention für Erd- und Seebestattungen lohnen), um den Klimaschutzzielen näher zu kommen?




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