Alligatoren verfügen über eine sehr spezielle Atmungsmethode, dank derer ihre Vorfahren, die Archosaurier, sogar ein Massensterben vor 251 Millionen Jahren überlebt haben könnten. Zu diesem Schluss sind US-Forscher gekommen als sie den Lungenapparat der Tiere genauer unter die Lupe nahmen: Im Gegensatz zu den Atemorganen von Säugetieren fließt der Atem bei Alligatoren nur in einer Richtung durch die Lungen. Dabei wird der Sauerstoff besonders effektiv aus der Luft gefiltert. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte das den Vorfahren der Alligatoren während der großen Aussterbewelle im Perm und Trias zum Vorteil gereicht haben, da damals der Sauerstoffgehalt der Luft drastisch absank. Die außergewöhnliche Atemtechnik war bislang nur von den Vögeln bekannt, die ebenfalls von den Archosaurieren abstammen, wie die Forscher um Colleen Farmer von der University of Utah in Salt Lake City festhalten.
Bei der Atmung von Säugetieren wird die Luft in die Lunge gesogen, gelangt in die Bronchien und von da in die Lungenbläschen, wo der Sauerstoff in das Blut übergeht. Beim Ausatmen nimmt die nun sauerstoffarme Luft denselben Weg zurück. Bei Vögeln bewegt sich die die Luft hingegen nur in eine Richtung: Der Gasaustausch geht nicht in einer Sackgasse vonstatten wie bei den Säugetieren, sondern in einer Art Schlauch, der eine Schlaufe beschreibt. Dieses spezielle Design ermöglicht Vögeln, sich in Höhen aufzuhalten, die Säugetiere auf Grund von Sauerstoffmangel nicht erreichen können.
Da Vögel und Alligatoren von den gleichen Vorfahren abstammen, fragten sich die Forscher nun, ob auch letztere schlaufenartige Atemorgane besitzen. Um diese Frage zu beantworten untersuchten Colleen Farmer und ihre Kollegen die Atmung von sechs betäubten Alligatoren und maßen dabei Luftstromgeschwindigkeiten und -richtungen. Fünf toten Alligatoren pumpten die Wissenschaftler zudem Luft oder fluoreszierendes Wasser durch die Lungen, um die genauen Wege des Atems zu identifizieren.
Die Vorfahren von Vögeln und Alligatoren, die Archosaurier, verdanken dem speziellen Lungensystem vielleicht sogar ihr Überleben vor 251 Millione Jahren, vermuten die Wissenschaftler. Zu Beginn des Perms waren zunächst säugetierähnliche Reptilien, sogenannte Synapsiden, die größten Tiere der Erde. Vor 251 Millionen löschte jedoch eine Umweltkatastrophe 70 Prozent des Lebens auf dem Land und 96 Prozent des Lebens im Meer aus, vermutlich durch einen enormen Vulkanausbruch oder einen Asteroideneinschlag. Als sich der Planet in den darauf folgenden 20 Millionen Jahre wieder erholte, lösten die Archosaurier die Synapsiden für lange Zeit als dominante Art auf der Erde ab. Dabei könnte die Atmung eine wichtige Rolle gespielt haben: Das Erdklima hatte sich in Folge der Katastrophe stark verändert: Die Temperatur stieg an, es wurde trockener und der Sauerstoffgehalt der Luft sank drastisch ab. Die Archosaurier waren an diese tiefen Sauerstoffwerte besser angepasst als die Synapsiden.
Colleen Farmer (University of Utah, Salt Lake City) et al.: Science, (Onlinevorabveröffentlichung, doi: 10.1126/science.1180219) ddp/wissenschaft.de – Regula Brassel
