Der einzige Fisch, der mehrere Jahre ohne Essen und Trinken überleben kann

Lungenfische gibt es auf der Erde seit 390 Millionen Jahren und sie haben einen speziellen Winterschlafmechanismus entwickelt, um Perioden anhaltender Hitze und Dürre zu überleben.

Lungenfische können vier Jahre lang ohne Essen und Trinken überleben. Foto: Futurism

Die Wellen auf der Oberfläche des Bandama-Flusses in der Elfenbeinküste stammen von einem gefleckten Lebewesen, das zum Atmen aufsteigt, anstatt Insekten zu fangen. Es handelt sich um einen westafrikanischen Lungenfisch, doch laut The Oxford Scientist gibt es in Afrika noch drei weitere Lungenfischarten.

Lungenfische sind etwa einen Meter lang, aalartig und haben eine gefleckte Haut, die einen Kontrast zu olivbraunen Schuppen bildet. Sie leben an der Grenze zwischen Leben im Wasser und an Land. Da sie nur ein Lungenpaar besitzen, müssen sie häufig auftauchen, um Sauerstoff zu tanken, da ihre Kiemen nicht genügend Sauerstoff liefern. Im Gegensatz zu den meisten Fischen können Lungenfische überleben, wenn Flüsse in der Trockenzeit austrocknen.

Während sich andere Fische in enge Teiche zurückziehen oder wandern, graben sich Afrikanische Lungenfische in trockene Flussbetten ein. Dort hüllen sie ihren Körper in schleimige Kokons und lassen nur eine Öffnung für ihr Maul frei. So können sie monatelang, sogar bis zu vier Jahre, ohne Nahrung und Wasser überleben. Dies nennt man Winterschlaf. Die Tiere verfallen in einen Zustand körperlicher und metabolischer Inaktivität, um die heißen, trockenen Bedingungen zu überleben.

Winterschlaf ist bei tropischen Tieren weit verbreitet. Viktorianischen Naturforschern gelang es, Afrikanische Lungenfische um die halbe Welt nach England und Amerika zu verschiffen, um ihre Physiologie zu beobachten. Seitdem haben technologische Fortschritte dazu beigetragen, die zellulären und genetischen Prozesse hinter dem Winterschlaf von Lungenfischen aufzudecken. Da Afrikanische Lungenfische keine Beine haben, um sich an Land fortzubewegen, und sich bei versiegendem Wasser von anderen Umgebungen abschotten können, haben sie sich so entwickelt, dass sie im Schlamm ruhen, bis das Wasser zurückkehrt.

Die Induktion, die erste Phase des Winterschlafs, bereitet den Fisch darauf vor, die nächsten Monate unter der Erde zu verbringen. 1986 zeigten Forscher, dass eine Reihe von Signalen, die den Winterschlaf auslösen, Dehydration, Hunger, erhöhte Luftatmung und Stress umfassen. Darüber hinaus signalisieren Veränderungen des Salzgehalts und der Zusammensetzung gelöster Verbindungen (wie Kalzium und Magnesium) im umgebenden Wasser, dass der Fluss austrocknet. Möglicherweise spielen die Kiemen eine Rolle bei der Erfassung der Wassermenge im Körper des Fisches.

Sobald sich die Umgebung erwärmt und abtrocknet, graben sich Lungenfische mit ihrem Maul und ihrem muskulösen Körper in den Schlamm ein. Anschließend ziehen sie sich in ihre Höhlen zurück, rollen ihre langen Körper zusammen und bedecken sich mit einer dicken Schicht abgesonderten Schleims. Nach dem Aushärten bildet der Schleim einen wasserdichten Kokon mit nur einer schmalen Öffnung zur Oberfläche, die es den Fischen ermöglicht, durch ihre Lungen zu atmen.

Genetische Analysen zeigten erhöhte Hormonsignale im Gehirn aufgrund gesteigerter Genaktivität. Sobald der Schleimkokon austrocknet, kommt es während der Winterruhe zu einer Stoffwechselabschaltung. Die Sauerstoffaufnahme erfolgt ausschließlich über die Lunge, und der Sauerstoffverbrauch ist im Vergleich zu im Wasser aktiven Lungenfischen um die Hälfte reduziert. Diese Veränderungen gehen mit einem starken Rückgang der Stoffwechselaktivität, einem Rückgang der Herzfrequenz auf 2 Schläge pro Minute (im Vergleich zu den normalen 25 Schlägen pro Minute) und einem Stopp der Ammoniakproduktion einher. Viele Körpersysteme, darunter Darm, Nieren und Herz, verändern sich, was auf die reduzierte Funktion während des Winterschlafs hinweist. Die inneren Speicher sind die einzige Energiequelle des Lungenfisches.

Die große Anzahl an Granulozyten (weiße Blutkörperchen, die für das Immunsystem wichtig sind), die sich während der Regenzeit in Darm, Nieren und Keimdrüsen von Lungenfischen ansammeln, spielt ebenfalls eine Rolle beim Rückzug im Sommer. Eine 2021 in Science veröffentlichte Studie ergab, dass die Schleimbeutel mit Granulozyten gefüllt sind. Sie verhindern, dass Krankheitserreger den Winterschlaf haltenden Lungenfisch erreichen. Granulozyten wandern von ihren Speicherorten in den Eingeweiden über die Blutbahn zur Haut und geraten dort in einen entzündlichen Zustand, bevor sie ihre Reise im Beutel beenden. Dort bilden die Granulozyten extrazelluläre Fallen, die Bakterien daran hindern, den Winterschlaf haltenden Lungenfisch zu erreichen, und machen die Beutel immun.

Schließlich kehrt das Wasser zurück, und der Lungenfisch wird aus seinem Winterschlaf gerissen. Sein Maul, der einzige Körperteil, der nicht vom Schleimkokon bedeckt ist, füllt sich mit Wasser. Damit beginnt die Aufwachphase des Winterschlafs, die zugleich die geheimnisvollste der drei Phasen ist. Der Lungenfisch kämpft sich aus dem Kokon, steigt langsam an die Oberfläche und scheidet die während des Winterschlafs angesammelten Abfallstoffe aus. Nach etwa zehn Tagen, wenn sich seine inneren Organe wieder erholt haben, beginnt der Lungenfisch wieder zu fressen.

Der Afrikanische Lungenfisch ist seit 390 Millionen Jahren weitgehend unverändert geblieben. Fossilien von grabenden Lungenfischen stammen aus dem Devon. Der menschliche Einfluss hat ihn jedoch stark beeinträchtigt. So ist beispielsweise der Bestand des Marmorierten Lungenfisches im Becken des Viktoriasees in nur fünf Jahren um 11 % zurückgegangen, da Überfischung und Landwirtschaft zur Zerstörung und zum Verlust von Feuchtgebieten geführt haben.

An Khang (laut The Oxford Scientist )

Quellenlink: https://vnexpress.net/loai-ca-duy-nhat-co-the-song-vai-nam-khong-can-an-uong-4719853.html