Wie schlafen Säugetiere unter Wasser?

Einige Meeressäugetiere wie Delfine schlafen mit halb abgelöstem Gehirn, während Pottwale aufrecht im Ozean schlafen.

Pottwale schlafen kurze Zeit aufrecht. Foto: Franco Banfi — Pottwale schlafen kurze Zeit aufrecht. Foto: *Franco Banfi*

Wenn Wale schlafen wollen, können sie nachts nicht einfach die Augen schließen und wegdriften, denn sie müssen während des Fluges an die Oberfläche kommen, um Luft zu holen. Laut Live Science können sie auch nicht treiben und einschlafen, da sie dann Gefahr laufen, von Raubtieren gefressen zu werden oder zu erfrieren.

Eine Lösung besteht darin, jeweils eine Gehirnhälfte abzuschalten. Dieser sogenannte unihemisphärische Schlaf ist die Art und Weise, wie Wale und Delfine im offenen Meer ruhen. „Der unihemisphärische Schlaf ist für diese Tiere sehr nützlich, da er es ihnen ermöglicht, ein niedriges Aktivitätsniveau beizubehalten, während gleichzeitig jeweils nur eine Gehirnhälfte schläft“, erklärt Patrick Miller, Biologe an der Universität St. Andrews in Großbritannien.

Delfine sind die am besten erforschten Wale, die bekanntermaßen auf diese Weise schlafen. Gehirnscans von Delfinen in Gefangenschaft zeigen, dass während sich eine Hemisphäre im Tiefschlaf befindet, die andere Hemisphäre wach bleibt. Dadurch kann das Tier mit einem offenen Auge schlafen. Dieses Schlafmuster ist weit verbreitet unter Walen, der Säugetiergruppe, zu der Delfine, Wale und Schweinswale gehören. Auch viele Vögel nutzen den einseitigen Schlaf, um sich während des Fluges auszuruhen.

Laut Miller nutzen Vögel und Delfine den Halbhirnschlaf jedoch aus unterschiedlichen Gründen. Beispielsweise halten in einem Vogelschwarm viele Vögel am Rand ihre Augen auf der vom Schwarm abgewandten Seite offen, um nach Raubtieren Ausschau zu halten. Delfine verhalten sich genau umgekehrt. Beim Schlafen halten sie oft ihre Augen auf der dem Schwarm zugewandten Seite offen, vermutlich um nicht von der Gruppe getrennt zu werden.

Nicht alle Wale schlafen monohemisphärisch. Einige nutzen den dihemisphärischen Schlaf, bei dem beide Gehirnhälften aktiv sind, ähnlich wie Menschen und die meisten anderen Säugetiere. „Es ist sehr schwierig, die Gehirnaktivität von Meerestieren zu messen, die man nicht fangen kann, wie Pottwale, Blauwale oder Buckelwale. In diesen Fällen liefern Verhaltensdaten die besten Hinweise auf ihr Schlafverhalten“, so Miller.

Forscher können Tiere anschließend markieren, um ihr Verhalten zu verfolgen. Eine Studie von Miller aus dem Jahr 2008 nutzte Markierungen an Pottwalen ( Physeter macrocephalus ), um zu zeigen, dass diese in kurzen Schlafphasen mitten im Ozean liegen. Pottwale tauchen nahe der Oberfläche, verlangsamen ihre Geschwindigkeit, halten dann an und schlafen aufrecht. Ihre aufrechte Schlafposition ist wahrscheinlich auf ein schwimmfähiges Öl namens Spermaceti in ihrem Kopf zurückzuführen.

Während des Schlafs halten ganze Gruppen von Pottwalen ihre Köpfe nahe der Wasseroberfläche. In dieser Zeit reagieren die Tiere überhaupt nicht, was auf eine Art Tiefschlaf hindeutet. Pottwale können jedoch nur 20 Minuten unter Wasser schlafen, bevor sie zum Luftholen auftauchen müssen. Nachdem der Wal mit dem Atmen fertig ist, sinkt er wieder ab, um sich weiter auszuruhen, und kann dieses Verhalten bis zu 3,5 Stunden lang fortsetzen.

Nördliche See-Elefanten ( Mirounga angustirostris ) schlafen ebenfalls mit ähnlichen kurzen Aktivitätsphasen beider Hirnhälften. Eine Studie von Jessica Kendall-Bar, Postdoktorandin am Scripps Institution of Oceanography der University of California, San Diego, aus dem Jahr 2023, maß erstmals die Hirnaktivität schlafender Meeressäuger. Kendall-Bar und ihre Kollegen stellten fest, dass die Robben bis in Tiefen von etwa 300 Metern tauchten. Dort verlangsamte sich ihre Hirnaktivität, und sie fielen in den REM-Schlaf. Während sie schliefen, drehten sie sich langsam im Kreis und drehten sich dabei auf dem Rücken.

Wegen der Gefahr durch Raubtiere beschränken See-Elefanten ihre gesamte Schlafzeit auf See auf etwa zwei Stunden pro Tag, was sie zu den Säugetieren mit dem kürzesten Schlaf macht.

An Khang (laut Live Science )

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