Schildkröte imitiert Fische

Die Moschusschildkröte kann rund sechs Monate lang unter Wasser leben ohne aufzutauchen. Wie sie das schafft und wie das Tier in der Zeit atmet, haben jetzt Wiener Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „The Anatomical Record“ enthüllt. Danach befinden sich im Mund- und Rachenraum der Schildkröte Papillen – lappenförmige, von Blutgefäßen durchzogene Oberflächenstrukturen -, die den im Wasser enthaltenen Sauerstoff aufnehmen und Kohlendioxid abgeben.

Wie der sprichwörtliche Fisch im Wasser bewegt sich die Moschusschildkröte, denn sie taucht bis zu sechs Monate nicht auf. Ausgangspunkt der neuen Studie war eine Analyse des Fressverhaltens: „Dabei sind wir auf die lappenförmigen Oberflächenstrukturen des Mund- und Rachenraums gestoßen, die bei der Moschusschildkröte besonders ausgeprägt sind“, sagt Egon Heiss vom Department für Theoretische Biologie der Universität Wien.

Bisher war die Funktion der Papillen ein Rätsel, denn auch andere, nicht unter Wasser atmende Schildkrötenarten verfügen über oberflächenvergrößernde Ausstülpungen.

Keine Atmung über die Haut

Da diese großen, verzweigten Papillen der Moschusschildkröte nicht in Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme stehen, erforschten die Wissenschaftler deren Atmung. Bisher wurde angenommen, der Gasaustausch – Sauerstoff aufnehmen, Kohlendioxid abgeben – erfolge über die Haut. Seeschlangen, viele Amphibien und auch Weichschildkröten atmen auf diese Weise. Doch die Haut der Moschusschildkröte ist dick, verhornt und es finden sich wenige Gefäße darunter. Atmen kann sie damit nicht.

Papillen unter dem Mikroskop

Anders die Papillen: Sie sind von zahlreichen Blutgefäßen durchzogen. Die Forscher untersuchten dabei sehr dünn geschnittenes Gewebe, das sie aus dem Museum bezogen und von dem sie unter dem Lichtmikroskop digitale Aufnahmen erstellten. Zur Verwendung kam außerdem ein Rasterelektronenmikroskop, das bemerkenswert hohe Vergrößerungen der Oberflächenstrukturen lieferte.

Heiss erläutert die Ergebnisse der Untersuchungen: „Die Aufnahmen zeigen, wie präsent diese Papillen sind. Sie sind verhältnismäßig groß, verzweigt und in großer Zahl vorzufinden. Und sie werden perfekt durchspült, da die Schildkröten ihren Rachenraum regelmäßig mit frischem Wasser versorgen. Somit steht fest, dass diese Tiere etwas Ähnliches wie Kiemen entwickelt haben.“

Eine ungewöhnliche Schildkröte

Die Moschusschildkröte ist in vielerlei Hinsicht ungewöhnlich: Mit einer Größe von 7,5 bis zehn Zentimetern ist sie eine der kleinsten Schildkrötenarten – Riesenschildkröten auf den Galápagos-Inseln erreichen dagegen eine Panzerlänge von über einem Meter. Ihr Aussehen ähnelt – obwohl Wasserschildkröte – den Landschildkröten.

Außerdem ist sie nach Angaben der Forscher in der Lage, ein stark riechendes Sekret zu produzieren, mit dem sie ihre Feinde abschreckt. Die Heimat der Moschusschildkröte sind die Süßgewässer Nordamerikas, wo sie vor allem Schnecken verzehrt.

Schildköten älteste Landwirbeltiere

Am Department für Theoretische Biologie der Universität Wien werden aber nicht nur Moschusschildkröten erforscht, sondern beispielsweise auch der spanische Rippenmolch, die junge asiatische Riesenschildkröte und der mexikanische Schwanzlurch. Heiss ist aber besonders von Schildkröten angetan: „Es gibt sie seit rund 220 Millionen Jahren. Sie sind die ältesten Landwirbeltiere und bestehen immer noch. Das ist einfach faszinierend.“

(idw – Universität Wien, 02.06.2010 – DLO)