Boa-Constrictors jagen, indem sie ihre Beute überfallen und mit kräftigen Muskelwindungen zu Tode quetschen.
Doch wie schlingt sich eine Boa um ihr Opfer und schnürt den Blutfluss zum Gehirn ab, ohne dabei ihre eigene Lunge zusammenzudrücken und zu ersticken?
Laut einer Studie vom 24. März 2022 im Journal of Experimental Biology (JEB) passt die Boa Constrictor blitzschnell an, welchen Brustkorbabschnitt sie zum Atmen nutzt. Bei der Jagd auf ein Eichhörnchen oder eine Ratte mit der vorderen Körperhälfte atmet sie mit den tieferen Rippen weiter, während sie das Nagetier zerquetscht. Umgekehrt übernehmen die Rippen näher am Kopf, wenn die hinteren blockiert sind.
„Das Würgen ist extrem energieintensiv und erfordert hohen Sauerstoffverbrauch“, erklärt David Penning, Assistenzprofessor für Biologie an der Missouri Southern State University, der nicht an der Studie beteiligt war. Die Forschung „beleuchtet, wie Sauerstoffaufnahme während dieses Prozesses gelingt.“
„Diese Arbeit offenbart nicht nur die Atmung der Boas beim Würgen, sondern erlaubt breitere Einsichten in Schlangenphysiologie“, betont Penning per E-Mail gegenüber WordsSideKick.com. „Wir wissen noch wenig über Schlangenfunktionen und ihre metabolischen Anforderungen.“
Evolution der Schlangenlunge
Diese präzise Atmungskontrolle hat Boas wahrscheinlich zu ihrer heutigen Form evolviert lassen, sagt Erstautor John Capano, Postdoktorand am Department of Ecology, Evolution, and Organismal Biology der Brown University. „Ohne unbeeinträchtigte Lungenbeatmung wäre effektives Würgen großer Beute unmöglich“, so Capano.
Diese Strategie hilft auch beim Schlucken und Verdauen großer Mahlzeiten, da diese die Rippenbewegung von innen behindern. Die Studie spekuliert, dass andere Schlangenarten ähnlich atmen – parallel zur Entwicklung flexibler Schädel für das Verschlingen riesiger Beute, ergänzt Capano gegenüber WordsSideKick.com.
Im Unterschied zu Menschen fehlt Schlangen das Zwerchfell, das Lungenvolumen pumpt. Stattdessen nutzen sie rippenbefestigte Muskeln zur Volumenänderung.
Normale Tiere bewegen mit Zwischenrippenmuskeln Rippenblöcke. Boas setzen primär auf Levator-Costae-Muskeln – je einer pro Rippe (über 400 Stück). Die Studie zeigt, wie diese einzelne Rippen präzise heben und drehen, um Lungenbewegungen zu steuern, erklärt Capano.
Schlangen haben eine volle rechte Lunge; links oft rudimentär oder fehlend (PLOS One, 2015). Boa Constrictors besitzen einen kleinen linken Flügel und einen langen rechten, der ein Drittel des Körpers misst (JEB).
Das vordere Drittel ermöglicht Gasaustausch, die hinteren zwei Drittel dienen als Blasebalg, der Luft ansaugt – auch wenn der Vorderteil komprimiert ist.
"Selbst wenn der vordere Lungenbereich blockiert ist, pumpt der hintere sauerstoffreiche Luft hindurch", sagt Capano.
Das Team testete dies mit Blutdruckmanschetten an Laborschlangen, maß Luftstrom, Muskelaktivität und nutzte XROMM (Röntgenrekonstruktion der Bewegungsmorphologie) mit Metallmarkern für 3D-Rippenmodelle.
Penning lobt die Erfassung rippenbasierter Anpassungen, merkt aber an: Beim realen Würgen wirkt vor allem die Kontaktseite. Zukünftige Studien könnten das vertiefen. Capano plant Untersuchungen dynamischer Bewegungen wie Kriechen.