Wie schlafen Säugetiere unter Wasser?

Einige Meeressäugetiere, wie zum Beispiel Delfine, schlafen mit der Hälfte ihres Gehirns in der Luft, während Pottwale aufrecht im Ozean schlafen.

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

Wenn Meeressäuger schlafen wollen, können sie nicht einfach die Augen schließen und ziellos durch die Nacht treiben, denn sie müssen mitten in der Nacht auftauchen, um zu atmen. Laut Live Science können sie auch nicht einfach treiben und absinken, um zu schlafen, da sie dabei Gefahr laufen, Raubtieren zu begegnen oder zu unterkühlen.

Eine Lösung besteht darin, jeweils eine Gehirnhälfte abzuschalten. Dieser sogenannte monohemisphärische Schlaf ist die Schlafform, die Meeressäuger wie Delfine im offenen Ozean nutzen. „Monohemisphärische Schlafphasen sind für diese Tiere sehr hilfreich, da sie dadurch ein niedriges Aktivitätsniveau beibehalten können, während gleichzeitig jeweils eine Gehirnhälfte schläft“, erklärt Patrick Miller, Biologe an der Universität St. Andrews in England.

Delfine sind die am besten erforschten Meeressäugetiere, die zu dieser Schlafform fähig sind. Gehirnscans von Delfinen in Gefangenschaft zeigen, dass eine Hemisphäre im Tiefschlaf verharrt, während die andere wach bleibt. Dadurch kann das Tier mit einem offenen Auge schlafen. Diese Schlafform ist in der Unterordnung der Kopffüßer, einer Säugetiergruppe, zu der Delfine, Wale und Schweinswale gehören, weit verbreitet. Auch viele Vögel nutzen den monohemisphärischen Schlaf zur Erholung während des Fluges.

Laut Miller nutzen Vögel und Delfine den Halbhirnschlaf jedoch für unterschiedliche Zwecke. Beispielsweise halten in einem Vogelschwarm viele Vögel am äußeren 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 ihre Augen in der Regel auf der dem Rest des Schwarms zugewandten Seite offen, höchstwahrscheinlich, um nicht von ihnen getrennt zu werden.

Nicht alle Walarten schlafen nur in einer Gehirnhälfte. Einige Arten nutzen ein bisphärisches Schlafsystem, bei dem beide Gehirnhälften schlafen, 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 diesem Fall liefern Verhaltensdaten den besten Hinweis auf ihr Schlafverhalten“, erklärte Miller.

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

Während des Schlafs halten ganze Gruppen von Pottwalen ihre Köpfe nach oben gerichtet, nahe der Meeresoberfläche. Die Tiere reagieren dabei überhaupt nicht, was auf eine tiefe Schlafphase hindeutet. Pottwale können jedoch nur etwa 20 Minuten unter Wasser schlafen, bevor sie zum Atmen auftauchen müssen. Nach dem Atmen tauchen sie wieder ab, um sich weiter auszuruhen. Dieses Verhalten kann bis zu 3,5 Stunden andauern.

Auch der Nördliche See-Elefant ( Mirounga angustirostris ) schläft mit ähnlichen kurzen Drehungen beider Gehirnhälften. Eine Studie von Jessica Kendall-Bar, Postdoktorandin an der Scripps Institution of Oceanography der University of California, San Diego, aus dem Jahr 2023, maß erstmals die Gehirnaktivität schlafender Meeressäuger. Kendall-Bar und ihre Kollegen stellten fest, dass die Robben in Tiefen von etwa 300 Metern tauchten. Dort verlangsamte sich ihre Gehirnaktivität, und sie fielen in den REM-Schlaf. Sie drehten sich langsam im Kreis und schliefen dabei weiter.

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

An Khang (laut Live Science )

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