Marine Wissenschaftler wissen seit langem, dass einige Fischarten ein einzigartiges physiologisches Merkmal besitzen – ein Netz von Arterien und Venen, die sehr dicht beieinander liegen -, das es ihnen ermöglicht, ihre Innentemperatur höher zu halten als die des sie umgebenden Wassers.

Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams, dem auch die Forschungsbiologin Jenn Caselle von der UC Santa Barbara angehört, hat nun gezeigt, dass Arten, die über die Fähigkeit verfügen, ihren Körperkern zu erwärmen – ein Prozess, der als Endothermie bezeichnet wird -, zweieinhalb Mal schneller schwimmen können als Arten, deren Körpertemperatur sich nicht verändert. Darüber hinaus können diese Arten, zu denen einige Haie und Thunfische gehören, doppelt so weit schwimmen – Reichweiten, die mit denen von Warmblütern wie Pinguinen und anderen Meeressäugern vergleichbar sind. Die Ergebnisse der Forscher erscheinen in den Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Die Kosten für eine schnellere und weitere Fortbewegung sind hoch, es muss also einen ökologischen Grund geben, der den physiologischen Aufwand überwiegt“, so Caselle. Diese endothermen Fische stecken viel mehr Energie in jede Bewegungseinheit als ihre kaltblütigen Artgenossen.“

„Tatsächlich sind die geschätzten Kosten für den Transport doppelt so hoch, aber im Gegenzug profitieren sie von der höheren Schwimmgeschwindigkeit und der größeren Reichweite“, fügt sie hinzu. „Wir vermuten, dass diese Vorteile es diesen endothermen Tieren ermöglichen, effizientere Jäger zu sein und bei ihren Wanderungen größere Gebiete zu überqueren, was wahrscheinlich Vorteile bei der Ernährung und der Fortpflanzung mit sich bringt.“

Für die Studie kombinierte das Team bereits vorhandene Daten mit neuen Informationen, die es durch die Anbringung von Sensoren – die vom Hauptautor Yuuki Watanabe vom japanischen National Institute of Polar Research entworfen und gebaut wurden – an mehreren Haien an verschiedenen Orten auf der Welt erhielt. Die Analyse der Forscher deutet darauf hin, dass die wärmere „rote“ Muskelendothermie eine schnellere Fortbewegung und eine größere Ausdauer ermöglicht, was diese Fische wiederum in die Lage versetzt, relativ schnell lange Strecken zu schwimmen. Diese Eigenschaft, so vermuten die Meeresforscher, ermöglicht es den Fischen, saisonal schwankende Nahrungsquellen zu nutzen.

Von den in der Studie untersuchten Haiarten sind vier endotherm – Lachs, Heringshai, Weißer und Kurzflossen-Mako – sowie fünf Thunfischarten – Gelbflosse, Südlicher Blauflossenhai, Atlantischer Blauflossenhai, Pazifischer Blauflossenhai und Weißer Thun. Eine Art, der Weiße Hai, hat ein größeres Verbreitungsgebiet als der Buckelwal.

Von besonderem Interesse, so Caselle, ist die Tatsache, dass sich die Endothermie bei diesen deutlich unterschiedlichen Fischgruppen unabhängig voneinander entwickelt hat. Die beiden taxonomischen Gruppen trennten sich vor mehr als 450 Millionen Jahren, und ihr gemeinsamer Vorfahre war höchstwahrscheinlich kaltblütig. „Die Mechanismen der konvergenten Evolution sind nicht immer dieselben, aber in diesem Fall sind sie es ziemlich sicher“, so Caselle. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Möglichkeiten, wie sich ein Fisch neu verdrahten kann.“

„Diese Forschung beginnt, Licht auf mögliche Gründe zu werfen, warum sich diese endothermen Fische auf diese Weise entwickelt haben“, schloss Caselle. „Unsere Arbeit enthält fast alle elektronisch aufgezeichneten Informationen, die in der Literatur zu finden sind – und das ist nicht viel. Wir würden gerne die Verwendung von mit Sensoren erfassten Daten auf andere Fischgruppen ausweiten, um einen Datensatz zu erstellen, den wir analysieren können, um zu sehen, was die verschiedenen Arten in Bezug auf ihre Bewegungen und Geschwindigkeit tun.