Packard, G. C. & M. J. Packard (2006): The relationship between gut contents and supercooling capacity in hatchling painted turtles (Chrysemys picta). – Comparative Biochemistry and Physiology – Part A Molecular and Integrative Physiology 144 (1): 98-104.

Die Beziehung zwischen Darminhalt und Gefriertoleranz bei Schlüpflingen der Zierschildkröte (Chrysemys picta)

Zierschildkröten (Chrysemys picta) verbringen typischer Weise ihren ersten Winter in einer flachen, unterirdischen Überwinterungshöhle (dem Nest), wo sie, wie man sieht, die Kälte und Eisperiode durch Gefrierresistenz überstehen. Schlüpflinge verschlucken aber während des Schlupfs sowohl Erde als auch Schalenfragmente, die eigentlich als Initiatoren für die Eiskristallbildung dienen sollten, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt absinken. Konsequenter Weise haben Zierschildkrötenschlüpflinge nach dem aktuellen Schlupf nur eine geringe Fähigkeit Unterkühlung zu überstehen. Wir untersuchten nun, wie sich eine Temperaturabsenkung auf die Gefriertoleranz auswirkt bei Schildkröten, die unterschiedlich akklimatisiert wurden, wobei wir auch ihren Darminhalt analysierten. Die Schildkröten wurden dazu während des Experiments wiederholt sehr schnell unter den Gefrierpunkt abgekühlt (Supercooling). Schildkröten, die sofort nach dem Schlupf von einer Temperatur von 26 °C (Inkubationstemperatur) auf 2 °C abgekühlt wurden, entleerten ihren Darm nicht, und die Toleranz für das Einfrieren lag bei -4 °C für die Gesamtversuchsdauer von 60 Tagen. Schildkröten, die bei 26 °C für 60 Tage gehalten wurden, entleerten ihren Darm völlig während der ersten 24 Tage des Experiments, allerdings lag ihre Gefriertoleranz nur geringfügig unter der der ersten Gruppe während des Anfangs und am Ende der Versuchszeit. Schlüpflinge, die langsam von 26 °C auf 2 °C abgekühlt wurden, entleerten auch ihren Darm völlig während der ersten 24 Tage und zeigten eine moderate Gefriertoleranz gegenüber noch tieferen Temperaturen zu diesem Zeitpunkt, allerdings nahm in diesen Tieren die Gefriertoleranz mit zunehmender Dauer des Experiments zu und sie wurden unempfindlicher gegen noch tiefer sinkende Temperaturen, obwohl ihr Darm ja schon nach 24 Tagen völlig entleert war, was klar zeigt, dass endogene, intrinsische Faktoren, die in diesen langsam akklimatisierten Schlüpflingen die Eiskristallbildung hemmen, diese schützen. Die niedrigste tolerierte Temperatur war gleich jener, die man bei Schlüpflingen messen konnte, die im Spätherbst aus natürlichen Nestern entnommen worden waren. Somit zeigt diese Studie klar, wie wichtig die saisonal bedingte langsam zunehmende Abkühlung für die Ausprägung der Gefriertoleranz bei den Schlüpflinge im Freiland ist, damit sie die tiefen Wintertemperaturen auch überstehen können.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Eine interessante Laborstudie, die zum Einen zeigt, wie viel Zeit notwendig ist, um während der Akklimatisationsphase den Darm zu entleeren, und die zum Anderen hervorhebt, wie sich der Darminhalt und bedingt auch seine Konsistenz allein aus physikalischen Gründen auf die Gefriertoleranz auswirkt. Solche Studien sind zwar nicht direkt auf andere Arten zu übertragen, sollten aber dennoch daran erinnern, welche Zeiträume für solche Anpassungsvorgänge notwendig sein können, wenn man zum Beispiel lange in den Herbst hin im Innenterrarium gefütterte Jungtiere auf die Winterruhe vorbereiten möchte. Denn auch für andere Spezies, die zwar ein Einfrieren nicht tolerieren, ist die Entleerung des Darms oft eine Überlebensnotwendigkeit, um sich vor Gärung und Sepsis während der Winterstarre zu schützen.

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