Forscher haben endlich ein langjähriges Hai-Mysterium gelöst, indem sie – zum ersten Mal – zeigen, dass die Raubtiere der Ozeane schlafen. Im Gegensatz zu Menschen und den meisten anderen Tieren können diese seltsamen Fische jedoch mit weit geöffneten Augen einnicken.
In der neuen Studie, online veröffentlicht am 9. März in der Zeitschrift Biology Letters , Michael Kelly, ein Ökophysiologe an der University of Western Australia, und Kollegen haben die Stoffwechselrate, oder wie viel Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrannt wird, bei Damebretthaien (Cephaloscyllium isabellum) gemessen ). Es stellte sich heraus, dass die Kreaturen häufig in einen Ruhezustand übergingen, um Energie zu sparen; Wenn diese Ruhe länger als fünf Minuten anhält, bezeichnen Forscher dies im Allgemeinen als Schlaf.
„Wir haben den ersten physiologischen Beweis für den Schlaf bei Haien geliefert“, schreiben die Forscher in der Zeitung. Der Befund könnte die Tür zum Studium des Schlafs bei anderen Haiarten öffnen und sogar einen Einblick in die Entwicklung unseres eigenen Schlafs geben , fügten sie hinzu.
Das Team suchte auch nach anderen physischen Anzeichen dafür, dass die Haie schliefen. Sie fanden heraus, dass die Haie beim Einschlafen eine flache und starre Körperhaltung einnahmen und sogar schlafen konnten, ohne die Augen zu schließen.
Messung des Stoffwechsels
Tiere aus dem gesamten Tierreich schlafen, was darauf hindeutet, dass dieses Verhalten früh in der Evolutionsgeschichte auftauchte. Der Schlaf hat sich wahrscheinlich entwickelt, weil er es den Tieren ermöglicht, Energie zu sparen, schrieben die Forscher.
„Energieeinsparungen während des Schlafs wurden bei verschiedenen Tieren berichtet, darunter Menschen, Katzen, Ratten , Vögel und Fruchtfliegen", schrieben die Forscher in der Zeitung. Die Wissenschaftler waren sich jedoch nicht sicher, ob die meisten Fische auch schliefen.
Es ist bekannt, dass einige Haie in einen Ruhezustand übergehen, in dem sie aufhören zu schwimmen und an einem Ort bleiben, was getan werden könnte, um Energie zu sparen und darauf hindeutet, dass sie schlafen. Aber niemand hatte die Stoffwechselrate der Haie während dieser Ruhephasen explizit gemessen.
In einer Studie aus dem Jahr 2020, die im Journal of Sleep Research veröffentlicht wurde , Kelly und andere Forscher zeigten, dass Damebretthaie und Port-Jackson-Haie (Heterodontus portusjacksoni ) erfordern eine stärkere elektrische Stimulation, um in diesem Ruhezustand zu reagieren. Dieses Ergebnis deutete stark darauf hin, konnte aber nicht eindeutig zeigen, dass die Haie schliefen.
Um den Fall zu untermauern, überwachten die Forscher in der aktuellen Studie den Energieverbrauch von Damebretthaien über einen 24-Stunden-Zyklus. Zu diesem Zweck fingen die Forscher sieben Damebretthaie vor der Küste Neuseelands und hielten sie in speziellen Durchflusstanks, die kontinuierlich Wasser durch eine Kammer pumpen, damit die Haie an Ort und Stelle schwimmen können. Die Haie wurden dann 12-stündigen Licht- und Dunkelzyklen ausgesetzt, um Tag und Nacht nachzuahmen, und konnten sich in ihrer neuen Umgebung akklimatisieren, bevor die Experimente begannen.
Während der Experimente überwachten die Forscher den Sauerstoffgehalt im Wasser. Haie verbrauchen wie Menschen mehr Sauerstoff, wenn sie durch Atmung mehr Energie verbrennen, sodass sinkende Sauerstoffwerte im Wasser die Stoffwechselrate der Haie enthüllten.
Das Team fand heraus, dass die Fische deutlich weniger Sauerstoff verbrauchten während dieser Ruhephasen, insbesondere wenn diese länger als fünf Minuten dauerten, was darauf hindeutet, dass der Schlaf wirklich einsetzt. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Damebretthaie nachtaktiv sind, schrieben die Forscher, aber die neuen Ergebnisse des Teams zeigten, dass sie tatsächlich schlafen kurze Perioden während des Tages und der Nacht.
Schlafindikatoren
Nachdem bestätigt wurde, dass die Haie schliefen, suchte das Team nach körperlichen Merkmalen, die als potenzielle Schlafindikatoren bei anderen Haiarten verwendet werden könnten.
Die Forscher identifizierten neben der Stoffwechselaktivität als offensichtlichsten Indikator für Schlaf eine starre, flache Körperhaltung, während die Haie ruhten. Tagsüber zeigten die Haie diese Haltung in Ruhe viel häufiger. "Dies könnte darauf hindeuten, dass Tiere tagsüber schneller einschliefen", schreiben die Forscher in der Zeitung.
Bei den meisten anderen Tieren ist einer der zuverlässigsten Schlafindikatoren, wenn ein Tier seine Augen für einen längeren Zeitraum schließt. Allerdings hielten Damebretthaie manchmal im Schlaf die Augen offen.
Wenn die Haie tagsüber schliefen, hatten sie fast immer die Augen geschlossen. Aber wenn sie nachts schliefen, hatten die Haie etwa 38 % der Zeit die Augen offen. „Dies deutet darauf hin, dass das Schließen der Augen eher mit einem externen Faktor verbunden ist, wie etwa dem Vorhandensein von Licht und nicht mit Schlaf“, schreiben die Forscher in der Studie.
Schlafen alle Haie?
Nicht alle Haie können schlafen. Nur Haie, die bukkal pumpen können – ein Prozess, bei dem Wasser über die Kiemen der Haie gepumpt wird, um eine frische Sauerstoffversorgung sicherzustellen – können an einem Ort bleiben. Zum Beispiel müssen sich größere Haie laut dem Papier ständig bewegen, um sauerstoffreiches Wasser über ihre Kiemen zu pumpen. Die neue Studie legt jedoch nahe, dass Schlaf wahrscheinlich bei den meisten Haiarten vorkommt, schrieben die Forscher. Wie genau sie schlafen, ist jedoch wahrscheinlich zwischen den verschiedenen Gruppen unterschiedlich.
Weiße Haie (Carcharodon carcharias ), kann zum Beispiel nicht in einen erholsamen Schlafzustand gelangen und muss weiter schwimmen oder riskieren, dass ihm der Sauerstoff ausgeht. Aber wenn kleinere Haie wie Damebretthaie schlafen müssen, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass auch Weiße Haie schlafen müssen.
Eine ältere Studie, veröffentlicht 1977 in der Zeitschrift Brain Research , zeigte, dass bei der Haiart Dornhai (Squalus acanthias ) befanden sich die Nerven zur Koordination der Schwimmbewegungen in der Wirbelsäule und nicht im Gehirn. Dies könnte darauf hindeuten, dass größere nicht bukkal pumpende Haie tatsächlich in der Lage sein könnten, ihr Gehirn auszuruhen oder zu schlafen, ohne mit dem Schwimmen aufhören zu müssen, aber es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diese Hypothese zu bestätigen.
Die Forscher hoffen auch, dass die neue Studie dazu beitragen kann, Fragen zu beantworten, wie und wann sich der Schlaf bei anderen Tieren wie dem Menschen entwickelt hat, da Haie zu den ältesten Wirbeltieren gehören und sich laut einem Fossil vor mindestens 440 Millionen Jahren vom Menschen getrennt haben ein gemeinsamer Vorfahr von Menschen und Haien, der 2018 gefunden wurde, Live Science berichtete zuvor .
"Haie stellen die früheste Gruppe von Wirbeltieren mit Kiefer dar und könnten daher einen originellen Einblick in die Evolution des Schlafes bei Wirbeltieren geben", schreiben die Forscher in der Veröffentlichung.