Thermophysiologische Forschung an Elefanten

Schon länger als ein Jahrhundert stellt sich für Wissenschaftler die interessante Frage, ob Elefanten aufgrund ihrer enormen Körpergröße wesentliche Unterschiede in ihrem Stoffwechsel, vor allem im Hinblick auf die Regulation der Körpertemperatur, zu anderen Säugetieren zeigen. Was sind die speziellen Anpassungen die durch ein Körpergewicht von durchschnittlich drei Tonnen notwendig werden? Warum ist der Elefant das größte heute noch lebende Säugetier am Land? Ihr riesiges Körpervolumen bedingt, dass Elefanten relativ gesehen eine nur sehr kleine Oberfläche besitzen, über die Körperwärme abgegeben werden kann. Besonders unter Perioden von Hitzestress kann sich ein solches ungünstiges Oberflächen-Volumen-Verhältnis als Nachteil erweisen. Paradoxesweise ist der Elefant aber in Afrika und Asien gerade dort verbreitet, wo tagsüber oft sehr hohe Temperaturen vorherrschen.

Bei einigen Wüstensäugetieren, so etwa dem Kamel, ist bekannt, dass sie ihre Körpertemperatur während des Tages ansteigen lassen können, um dann die überschüssige Körperwärme während der kühleren Nachtstunden abzugeben. Diese so genannte „adaptive Heterothermie" ermöglicht, dass diese Tiere in der Wüste mit wenig Wasser auskommen. In thermophysiologischen Studien wurde seit einigen Jahren mit Hilfe der modernen Methoden der Infrarotthermographie und der Biotelemetrie die Thermoregulation der Elefanten in ihrem natürlichen Habitat und unter Zoohaltung studiert. Es hat sich gezeigt, dass Asiatische Elefanten, die einem feuchten und warmen Klima ausgesetzt sind, tatsächlich eine ausgeprägte Heterothermie zeigen, selbst wenn sie mit ausreichend Wasser und Futter versorgt werden. Diese Tiere haben tagsüber Wärme im Ausmaß von 10% ihres täglichen Energieverbrauches in ihren massigen Körpern gespeichert. Nachts haben sie diese Wärme abgegeben und ihre Körpertemperatur gesenkt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Heterothermie in Elefanten eine adaptive und reguläre Reaktion auf hohe Temperaturen ist.

Die eingeschränkte Wärmeabgabe aufgrund der Körpergröße mag außerdem erklären, warum neben der Verbreitung in Wüstenregionen auch das Leben in anderen Habitaten Tiere an ihre physiologischen Grenzen zwingt. Die langjährigen Beobachtungen an Zooelefanten brachte eine ebenfalls wichtige Erkenntnis. Als Reaktion auf Kälte und als Schutz vor Erfrierungen an den sensiblen Ohren, tritt eine periodische Erwärmung der Ohren bei andauender Kälteexposition auf, die allgemein als Lewis-Reaktion bekannt ist. Die Studien wurden an Afrikanischen und Asiatischen Elefanten im Elefantenwaisenhaus Pinnawala und im Dehiwala Zoo in Sri Lanka, im Samphran Elephant Ground and Zoo Thailand, im Tiergarten Hellabrunn München und im Tiergarten Schönbrunn durchgeführt. Die gewonnen Erkenntnisse können zu einem artgemäßen Zoomanagement und zur Etablierung von geeigneten Schutzmassnahmen, der laut IUCN (Red List of threatened species) massiv gefährdeten Elefantenpopulation, beitragen.

Dissertation: Thermoregulation of African (Loxodonta africana) and Asian (Elephas maximus) Elephants: Heterothermy as an Adaptation of Living in Hot Climates

Gefördert von DOC-fFORTE der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

Duchgeführt von Mag. Nicole Weissenböck

Betreuer: O. Univ. Prof. Dr. Walter Arnold, Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie, Veterinärmedizinische Universität Wien
Dr. Harald Schwammer, Tiergarten Schönbrunn