Alligatoren sind schnelle und lautlose Räuber. Dazu müssen die Reptilien gute Schwimmer sein - denn nur wenn sie ohne verräterische Wellen zu verursachen an ahnungslose Beute heranschwimmen, können sie diese blitzartig töten. Das schaffen sie mit Hilfe ihrer Lungen.

Ein paar Augen, Ohröffnungen und Nasenlöcher gleiten lautlos durch das Wasser heran. Immer näher kommen sie der Kuh, die nur ihren Durst an dem Fluss löschen will. Plötzlich schießt das fünf Meter große Reptil aus dem Wasser, packt sein Opfer mit den mächtigen Kiefern und zerrt es ins Wasser. Und ertränkt es.

Alligatoren sind hervorragende Schwimmer und schaffen es, sich nahezu lautlos und ohne Wellen zu verursachen durch das Wasser zu bewegen. Die Biologen Todd Uriona und Colleen Farmer von der University of Utah haben nun herausgefunden, wie sie das schaffen: Sie benutzen die Lunge, um ihren Auftrieb zu verändern. Mit Hilfe der Zwerchfell-, Becken-, Bauch- und Rippenmuskulatur verlagern die Reptilien ihre Lungen innerhalb ihres Körpers: Tauchen sie ab, schieben sie ihre Lunge schwanzwärts; beim Auftauchen wandert das Organ dann Richtung Kopf. Bei Rollbewegungen im Wasser wird die Lunge seitwärts verschoben. Ihre Ergebnisse werden die Wissenschaftler in der April-Ausgabe des Fachmagazins "Journal of Experimental Biology" veröffentlichen.

Uriona und Farmer untersuchten fünf amerikanische Alligatoren (Alligator mississippiensis). Da ein ausgewachsener Mississippi-Alligator bis zu fünf Meter lang wird und auch Menschen gefährlich werden kann, wählten sie keine erwachsenen Tiere für ihre Experimente, sondern zwei Jahre alte Jungtiere mit maximal einem halben Meter Körperlänge. An fünf unterschiedlichen Stellen des Körpers implantierten sie den Tieren Elektroden und maßen die elektrischen Signale der Muskeln während die Tiere tauchten.

Während des Abtauchvorgangs benutzten die Alligatoren ungewöhnlich viele Muskeln, zeigte die Auswertung. Durch das Zusammenspiel verschiedener Muskelgruppen verlagerten die Tiere ihre Atmungsorgane in Richtung Schwanz. Besonders wichtig war dabei die Zwerchfellmuskulatur, die bei Alligatoren den gesamten Verdauungstrakt umhüllt. Die Verlagerung der Lunge erhöhte den Auftrieb in der hinteren Körperhälfte der Tiere.

Trimmung wie bei einem Flugzeug

Für ihre Experimente befestigten die Forscher kleine Gewichte an verschiedenen Stellen der Alligatoren. Wurde ein Tier an der Schnauze beschwert, wurde ihm also das Tauchen erleichtert, maßen die Elektroden eine reduzierte Muskelaktivität. Mit einem Gewicht am Schwanz beobachteten sie den gegenteiligen Effekt: Das Tauchen wurde den Tieren erschwert, sie mussten verstärkt ihre Lunge als Tauchhilfe einsetzen und damit stärker ihre Muskeln aktivieren, um die zur Lunge in Richtung des Schwanzes zu schieben.

Die Tiere konnten die Muskelaktivität fein steuern und genau das Maß an Muskelkraft aufwenden, das sie zur Regulierung ihres Auftriebs benötigten. "Es erlaubt ihnen in einem wässrigen Umfeld zu navigieren, ohne großes Aufsehen zu erregen", sagte Uriona. "Das ist von großer Bedeutung, wenn sie sich an Tiere heranschleichen wollen, ohne Wellen zu verursachen."
Farmer vergleicht den Mechanismus mit der Trimmung eines Flugzeuges: Je steiler der Neigewinkel, desto schneller bewegen sich die Tiere abwärts. Zudem können die Alligatoren wie ein Flugzeug ihren Körper auch um die Längsachse rotieren lassen. Dazu bewegen sie die Lungen auf die rechte oder linke Seite ihres Körpers und initiieren so die Rollbewegung.

Die Vorfahren der Alligatoren, so Uriona, seien katzengroße krokodilartige Tiere gewesen, die vor 250 Millionen Jahren an Land gelebt haben. Bislang glaubten Wissenschaftler, dass sich der für die Lungenverschiebung bedeutende Zwerchfellmuskel im Laufe der Evolution gebildet habe, um den Tieren gleichzeitiges Atmen und Rennen zu ermöglichen. Nun gibt es zu dieser Theorie aber eine Alternative: Der Muskel könnte sich auch erst später gebildet haben, und zwar als die krokodilartigen Vorfahren zu Beginn der Kreidezeit vor 145 Millionen Jahren ins Wasser gingen. Zu der Zeit entwickelten sie auch einen abgeflachten Schädel, kürzere Glieder und einen langen Schwanz.


spiegel.de