Nicht glauben, sondern wissen
Foto: Imago / Imago blickwinkel
Der in Nordamerika beheimatete Waldfrosch hat einen Spitznamen, der nicht von ungefähr kommt: Er wird auch „Eisfrosch“ genannt. Sein Körper produziert bei zu niedrigen Temperaturen ein Frostschutzmittel auf Glukosebasis. So kann er auch bei Temperaturen unter null Grad überleben – obwohl Teile seines Körpers dann bereits eingefroren sind. „Eisfrosch“ trifft es also gleich in doppelter Hinsicht.
Ein weiterer Winterexperte aus der Natur ist der Krokodileisfisch. Er lebt im Südpolarmeer und muss daher mit extrem niedrigen Wassertemperaturen umgehen. Dies bereitet ihm keine Probleme – die hätte er dafür bei wärmeren Temperaturen. Denn sein auf eiskaltes Wasser angepasster Organismus besitzt keine roten Blutkörperchen und ist daher auf das sehr sauerstoffreiche, kalte Wasser seiner natürlichen Umgebung angewiesen.
Mit extremer Kälte müssen auch Königspinguine zurechtkommen. Die Seevögel leben an den Küsten der Antarktis, wo sie sich mit Temperaturen von weit unter minus zwanzig Grad arrangieren müssen. Dies gelingt ihnen deshalb so gut, da ihr gesamter Körper auf das Leben im Extrem ausgelegt ist: Er wird durch eine zwei bis drei Zentimeter dicke Fettschicht geschützt und ist komplett mit mehreren Schichten von lufteinschließenden Federn bedeckt. Außerdem ist die Blutzirkulation des Pinguins so ausgelegt, dass dabei ein geringstmöglicher Wärmeverlust auftritt.
Mit ganz anderen Extremen hat der Wüstenfuchs zu kämpfen: Sein natürlicher Lebensraum ist die Wüste. Die Hundeart mit den großen Ohren muss also mit extremer Hitze und Trockenheit umgehen können. Der Trick der kleinen Wüstenbewohner: Sie schwitzen nicht. Dadurch verbrauchen sie deutlich weniger Wasser als andere Säugetiere – so wenig, dass neben der Nahrung keine zusätzliche Flüssigkeit aufgenommen werden muss.
Auch die Kängururatte ist an das Leben unter den extremen Bedingungen der Wüste perfekt angepasst. Ebenso wie der Wüstenfuchs meistert sie ihre gnadenlose Umgebung durch einen effizienten Umgang mit Flüssigkeit. Sie hat sehr leistungsfähige Nieren, kann durch spezielle biochemische Prozesse Wasser aus Nahrung gewinnen und kühlt zudem ihre Atemluft beim Ausatmen – auch das spart Wasser, da kühle Luft weniger Feuchtigkeit transportiert als warme.
Ihr Lebensraum ist eine salzig-saure Brühe, bitterkalt und dunkel: Unter dem Eis der Antarktis lebt ein ganzes Ökosystem von Bakterien. Sie kommen ohne Sauerstoff und Licht aus – und das bei einer Kälte von minus 13 Grad. Ein Forscherteam der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften hat die kleinen Survival-Experten in einem unterirdischen Salzsee entdeckt, 16 Meter unter der Erdoberfläche. Der Salzsee mit dem Namen Lake Vida, in dem die Bakterien leben, hatte nach Berechnungen der Forscher mindestens 2800 Jahre lang keinen Kontakt mit der Oberfläche. Die Forscher hatten 2005 ein Loch gebohrt, um ihn auf mögliches Leben untersuchen zu können. Dabei mussten extreme Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, denn der See durfte nicht mit anderen Organismen „infiziert“ werden.
Doch wie überlebt man unter solch extremen Bedingungen? Die Bakterien in der Antarktis betreiben nur minimalen Stoffwechsel – und erhalten, da ja Licht und Sauerstoff fehlen, ihre Energie dafür durch chemische Reaktionen. Die Salzlake, in der die sie leben, enthält viele gelöste organische Kohlenstoffverbindungen, Wasserstoff und reduzierte Metallverbindungen. Neben gelöstem Lachgas kommt auch viel Ammoniak vor. Die Forscher glauben deshalb, dass durch das Nebeneinander von oxidierten und reduzierten Verbindungen Reaktionen der Lösung mit dem darunter liegendem Sediment stattfinden. Dies könnte helfen, die Energie für den langsamen Stoffwechsel der Bakterien zu liefern. Die Bakterien der Antarktis zeigen, dass auch in extrem unwirtlicher Umgebung Leben auf einer niedrigen, sparsamen Stufe existieren kann. Sie könnten damit ein Modell sein für mögliches Leben auf fernen, eisbedeckten Himmelskörpern – zum Beispiel dem Jupitermond Europa. Und auch andere Erdbewohner haben erstaunliche Strategien entwickelt, um unter lebensfeindlichen Bedingungen zurechtzukommen…
Der Teufelskärpfling ist gleich in mehrerer Hinsicht der geborene Survival-Spezialist. Zum einen, da er sich bei einer Wassertemperatur von knapp vierzig Grad noch pudelwohl fühlt, zum anderen deshalb, weil sein gesamtes weltweites Vorkommen sich auf ein winziges Kalksteinbecken beschränkt – Größe: fünf mal drei mal dreieinhalb Meter. Es trägt den Namen „Devil's Hole“ und liegt im lebensfeindlichen Death Valley. Dementsprechend muss der Teufelskärpfling das gesamte Jahr über Nachwuchs zeugen, um sein eigenes Aussterben zu verhindern.
Ein anderer Wasserbewohner, der kein Problem mit extremen Lebensbedingungen hat, ist der Tiefsee-Anglerfisch. Temperaturen um die vier Grad, absolute Dunkelheit und enorm hoher Wasserdruck machen ihm überhaupt nichts aus. Seine „Angel“ – so wird der Leuchtkörper an seinem Kopf genannt – dient ihm übrigens nicht als Beleuchtung, sondern soll Beutetiere anlocken.
Dunkelheit ist auch für diesen scheuen Gesellen der Normalzustand. Die Fledermaus schläft tagsüber und geht in der Nacht auf Beutejagd. Dass ihr das trotz Dunkelheit gelingt, liegt an ihrem eingebauten Radar: Mit diesem spürt der nachtaktive Jäger seine Beutetiere auf, ohne sie dazu sehen zu müssen.
Die NASA hat sie als regelrechte Aliens präsentiert, ihr Lebensraum ist aber der Planet Erde: Das sogenannte „Arsenbakterium“ GFAJ-1 ist das erste Lebewesen auf diesem Planeten, bei dem Wissenschaftler davon ausgehen, dass es keine Phosphatverbindungen als Grundlage seiner Biomoleküle besitzt, sondern stattdessen das hochgiftige Arsen. Das Bakterium kommt nur im kalifornischen Mono Lake (Bild) vor, einem lebensunwirtlichen Salzsee.
Das Bärtierchen ist der wohl am besten vorbereitete Überlebensexperte der Natur – es kann nicht nur bei extremer Hitze und Kälte überleben, sondern auch bei zu wenig Sauerstoff oder zu viel Salz in der Umgebung. Sein Trick: Um die Extremsituationen zu überstehen, nimmt er einfach verschiedene Zustände an, die an das jeweilige Extrem angepasst sind.
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