Warum Schlangen manchmal einen grossen Bogen um einen Baum kriechen sollten

Die Fortbewegung ist ein wichtiger Faktor für das Überleben einer Spezies. Insbesondere hat die Geschwindigkeit einen grossen Einfluss auf die natürliche Selektion. Die Leistung der Fortbewegung (Bsp. Geschwindigkeit und Ausdauer) hängt von der Körperform und Fitness des Tieres ab. Viele Tierarten besitzen die Fähigkeit sich in unterschiedlichen Lebensräumen fortzubewegen. Schlangen können beispielweise ihre Fortbewegungsart ihrem Umfeld anpassen. Zwar existieren etliche Studien über die Fortbewegungsarten von Schlangen aber keine untersuchte bisher den Zusammenhang von der Leistung des Kletterns in Zusammenhang mit der Umgebungstemperatur.
Der Biologe Gary Gerald vom Departement of Zoology der Miami University ging genau dieser Frage nach Mithilfe von Mark Mackey (Oxford) und Dennis Claussen (Ohio). 2008 veröffentlichten sie ihre Ergebnisse im Journal of Experimental Zoology mit dem Titel: „Effects of Temperature and Perch Diameter on Arboreal Locomotion in the Snake Elaphe guttata.“

 

Ausgangslage

Die bekanneste Fortbewegung der Schlange erfolgt in horizontale Wellen, beispielsweise, wenn sie am Boden entlang kriechen oder schwimmen. Eine weitere Art der Fortbewegung ist die „Ziehharmonika“. Diese benutzen Schlangen, wenn sie vertikale Oberflächen hinaufklettern oder sich in enge Nischen drücken. Dieses Kriechen erfordert mehr Kraft und ist dabei deutlich langsamer als andere Kriechvarianten. Mehr Infos zur Fortbewegung von Schlangen findet ihr hier.

In den bisherigen Studien zur Fortbewegung der Schlange wurde der Fakt, dass sich eine Spezies in unterschiedlichen Lebensräumen bewegen kann, nicht beachtet. Schlangen, die in Bäumen leben, haben ihren Körper der Umgebung angepasst. Solche Schlangenarten tendieren zu einem dünneren und längeren Körper, da sie dadurch ihren Leib in mehreren Schleifen über den Ast legen können und sich so das Gewicht besser um den Ast verteilen kann. Das Halten des Gleichgewichts hat Vorrang vor der Geschwindigkeit der Fortbewegung. Dies wird höchstwahrscheinlich durch abiotische Umweltfaktoren, also solchen, die keine Beteiligung von Lebewesen an einem natürliche Prozess haben, begünstigt. In unserem Fall sind dies das Mikroklima (Klima in unmittelbarer Nähe) und die physische Eigenschaften des Astes. Der Zusammenhang zwischen abiotische Faktoren und der Bewegungsart konnte 1989 bei Saumfingerechsen dokumentiert werden.

 

Methode

Die Abhängigkeit von Aussentemperatur bei der Bewegungsleistung ist seit längerem bekannt. Verschiedene Studien legen dar, dass die meisten Spezies bei höherer Temperatur eine erhöhte Leistung aufzeigen. Die beinlosen Fortbewegungsarten sind sogar noch abhängiger von der Umgebungstemperatur. In Ihrem Experiment messen die Forscher die maximale Geschwindigkeit und die Körperhaltung von Schlangen, wenn sie horizontale mit Jute umwickelten Stangen, deren Durchmesser variieren, bei verschiedenen Lufttemperaturen entlang klettern. Die Jute ist nötig, da Schlangen nur sehr schwer auf glatten Untergründen kriechen können. Wer wissen möchte warum das so ist, der findet die Antwort hier. Die Forscher möchten durch dieses Experiment herausfinden, wie schnell sich die Tiere bei verschiedenen Temperaturen über die Äste bewegen können und welchen Einfluss die Temperatur und der Durchmesser des Astes auf die arboreale (baumlebende) Lebensweise hat.
Der geeignete Proband für dieses Experiment ist die Kornnatter, eine amerikanische Kletternatterart, die in Nordamerika heimisch ist. Sie lebt sowohl am Boden als auch in den Bäumen. Der Biologe spricht hier von einer semi-arboreale Lebensweise. Die Forscher wählten 15 subadulte Tiere mit der gleichen Körpermasse aus, damit die Messung einfacher wird. Zudem versprachen sich die Forscher von subadulten Kornnattern mehr Kooperation als von erwachsenen Tieren. Wie genau die Biologen auf diese lustige Idee kamen, ist im Paper nicht erläutert.

 

Das Experminent: Fitnessparcour für Kornnattern

Die Forscher stellten künstliche Äste mit unterschiedlichen Durchmesser her: 3, 6, und 10 Zentimeter mit einer Gesamtlänge von 2 Metern, die 1,6 Meter über den Boden ragten. Auf beiden Seiten des Astes standen zwei Helfer, welche die fallenden Schlangen auffangen sollten. Als doppelte Sicherheit wurde unter dem Ast noch ein weiches Kissen platziert. Die Helfer leisteten aber gute Arbeit und nur wenige Kornnattern fielen auf die Kissen. Die Forscher zeichneten die Schnelligkeit, Körperhaltung und Gleichgewichtsfertigkeiten der Tiere auf dem horizontalen Ast bei 10, 20 und 30 Grad auf. Die Schlangen waren natürlich vorher zwei Stunden der klimatischen Experimentbedingungen ausgesetzt, bevor sie über den Ast kriechen mussten. Bei 10 Grad weigerten sich die Schlangen über den Ast zu kriechen. Über die Gründe kann an dieser Stelle nur spekuliert werden. Hier mussten die Wissenschaftler die Nattern ermutigen, indem ein Forscher die Kornnatter an ihrer Schwanzunterseite kitzelte bis sie endlich, demotiviert, über den Ast kroch. Allgemein waren die Kornnatter nicht so kooperativ, wie man sich dies gewünscht hätte. Schliesslich waren es auch subadulte Tiere – sprich Teenager.

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So sieht eine motivierte Probandin aus: eine Kornnatter klettert unter Laborbedingungen munter der Stange entlang. (c) Gary Gerald

 

Ergebnisse

Bei hoher Temperatur bewegten sich die Schlangen deutlich schneller und streckten sich auf dem Ast eher aus. Bei niederer Temperatur waren die Reptilien langsamer und ihr Körper war deutlich gewundener, so dass sich ihr Leib um die Äste wandte, damit das Tier mehr an Stabilität gewann.

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(a) Durch die gewundene Körperhaltung erreicht die Kornnatter  ein besseres Gleichgewicht während der Fortbewegung. (b) Die längliche Körperhaltung bietet hingegen weniger Stabilität, garantiert dafür ein schnelleres Vorankommen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass die Schlangen von den Ästen fielen, war bei der niedrigsten Temperatur zehnmal höher als bei 30 Grad. Das Herunterfallen und die gewundene Körperhaltung weisen darauf hin, dass die Umgebungstemperatur die Beweglichkeit und das Gleichgewicht der Schlange verschlechtert. Überraschend war der Befund, dass Schlangen bei 10 Grad deutlich häufiger von dicken als von dünnen Ästen fielen. Der Grund dafür ist, dass sich die Kornnatter besser um die dünne Äste winden und somit halten kann, als dies bei den dicken Ästen der Fall ist. Die grosse Agilität auf dünnem Geäst gibt der Kornnatter einen evolutionären Vorteil gegenüber anderen baumlebenden Arten.
Der Fakt, dass Schlangen bei niederen Temperaturen häufiger von Bäumen fallen, als bei warmen, könnte erklären warum nur sehr wenige baumlebende Schlangenarten ausserhalb der Tropen existieren.

Literatur: Gerald, Gary (2008): Effects of temperature and perch diameter on arboreal locomotion in the snake Elaphe guttata. Journal of Experimental Zoology. 309A: 147-156.

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