Schnelles Auftauchen Warum Wale keine Taucherkrankheit bekommen

Ein Taucher, der zu schnell aufsteigt, riskiert sein Leben: Sein Blut beginnt zu "kochen". Warum das nicht auch Walen passiert, war bisher ein Rätsel. Jetzt gibt es eine Erklärung.

Lance Wills/ Woods Hole Oceanogr

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Grundsätzlich scheinen Meeressäuger und andere die Meere bewohnende Lungenatmer gegen die bei Menschen gefürchtete Taucherkrankheit immun zu sein: Manche von ihnen schaffen es, Hunderte und gar Tausende Meter tief zu tauchen. Und normalerweise deutet nichts darauf hin, dass sie beim Wiederaufstieg ähnliche Probleme bekommen wie menschliche Taucher.

Steigen die nämlich zu schnell auf, beginnt ihr Blut regelrecht zu kochen: In der Flüssigkeit gelöste Gase bilden Blasen, die Gefäße verstopfen und zerreißen können. Die Lungenbläschen, über die normalerweise der Gasaustausch läuft, bringt das regelrecht zum Platzen - die sogenannte Dekompressionskrankheit ist im schlimmsten Fall tödlich.

Warum das nicht auch Walen und Delfinen, Robben, Schildkröten oder tief tauchenden Pinguinen passiert, war Biologen bisher ein Rätsel. Denn eigentlich ist die Bläschenbildung beim zu schnellen Auftauchen der durch Chemie und Physik vorgegebene Normalfall.

Unter Druck bindet Blut mehr Gas

Das "Kochen" des Blutes ist eine logische Konsequenz aus der Art und Weise, wie wir Lungenatmer unseren Blutkreislauf mit Sauerstoff versorgen. Das Prinzip fußt darauf, dass Membranen in unseren Lungen zwar Gas durchlassen, für das dahinterliegende Blut aber undurchlässig sind. Wie viel Gas durch diese Membranen dringt, hängt auch vom Druck ab. Steigt der, steigt auch der Gasgehalt im Blut - und zwar nicht nur der Sauerstoffgehalt, sondern auch der von Stickstoff.

Unter Druck ist der in der Flüssigkeit gelöst. Fällt der Druck aber wieder, sinkt die Sättigungsfähigkeit des Blutes, das Gas fällt aus und sammelt sich in wachsenden Blasen - in etwa so, wie eine Mineralwasserflasche nach dem ersten Öffnen zu perlen beginnt. Weil sich das zu stark Gas-gesättigte Blut aber in allen Gefäßen und Organen verteilt hat, dauert es eine Weile, bis das nun überschüssige Gas wieder über die Lunge abgeführt werden kann.

Deshalb müssen Taucher langsam aufsteigen, damit sich ihr Blut "entsättigt" - sie brauchen eine Dekompressionsphase, weil ihr ganzer Körper unter erhöhtem Druck stand. Warum aber müssen Meeressäuger und andere maritime Lungenatmer das offenbar nicht?

Genau dieser Frage ging ein spanisch-amerikanisches Forscherteam nun mithilfe einer Druckkammer, eines CT-Scanners, eines toten Delfins, einer verstorbenen Robbe und eines nicht minder toten Hausschweins nach - in einem Experiment, dessen Ergebnisse sie in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Proceedings of the Royal Society B" veröffentlicht haben.

Die Doppellunge

Das Team setzte die Leichen einem hohen Gasdruck aus und beobachtete per CT, was dabei mit den Lungen der Tiere geschah. Biologen wissen, dass die Lungen mariner Säugetiere unter Druck zusammengedrückt werden. Das allein scheint aber das Rätsel nicht zu lösen. Im CT konnten die Forscher beobachten, wie sowohl bei dem kleinen Wal, als auch bei der Robbe die Lungen nur teilweise komprimiert wurden und quasi zwei unterschiedliche funktionale Zonen bildeten: Ein Teil der Lunge komprimierte, der andere blieb wie ein Vorratsbehälter gasgefüllt.

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Marine Lungenatmer: Immun gegen Taucherkrankheit?

Die Forscher gehen davon aus, dass die Diffusion von Gasen in den Blutkreislauf vor allem über den komprimierten Teil der Lunge laufe. Im Klartext: Die marinen Lungenatmer vermieden die Taucherkrankheit schlicht dadurch, dass über den komprimierten und dadurch stark verkleinerten Lungenteil erheblich weniger Gas in den Blutkreislauf gelangt. Das im zweiten Lungenteil vorgehaltene Gas werde nur schrittweise verbraucht. So komme es erst gar nicht zu einer Übersättigung des Blutes mit Stickstoff - was erklärt, warum die marinen Lungenatmer weitgehend ohne Dekompression auskommen.

Die Lunge des Hausschweins - zur vergleichenden Kontrolle mit in den Test genommen - zeigte keine solche Fähigkeit. Die scheint also eine adaptive Leistung zu sein, die marine Lungenatmer im Laufe ihrer Evolution entwickelten. Welche Mechanismen auch Schildkröten und Pinguine vor der Taucherkrankheit bewahren, ist nicht bekannt: Der Lungenaufbau von Reptilien und Vögeln unterscheidet sich von denen der Säugetiere.

Resistent, nicht immun

Allerdings, merkt Studien-Hauptautor Daniel García-Parraga an, seien marine Lungenatmer offenbar nicht völlig immun gegen die Dekompressionskrankheit. So seien im Jahr 2002 nach umfangreichen militärischen Sonarübungen vierzehn Wale tot auf den kanarischen Inseln gestrandet, in deren Körpergewebe man Gasblasen gefunden hatte. García-Parraga hält es für möglich, dass ein direkter Zusammenhang zwischen einer Störung der Tiere durch die Sonarübungen, zu schnellem Auftauchen und resultierender Taucherkrankheit bestehen könnte - möglicherweise auch bei anderen Wal-Strandungen.

Das ist Spekulation, klingt aber plausibel: Marine Lungenatmer sind nicht immun gegen die Taucherkrankheit, sondern sie schlagen ihr ein Schnippchen. Denkbar, dass das nur in Grenzen möglich ist.

P.S.: Mehrere Leser merkten an, dass es beim Tauchen mit angehaltenem Atem nicht zur Taucherkrankheit kommen könne, weil ja nur eine begrenzte Menge Gas mitgeführt werde. Das ist nicht ganz richtig: Entscheidend ist hier der Druck und die damit verbundene Kompression der Lunge. Im verkleinerten Volumen der Lunge steigt die Konzentration des Gases, und damit auch im Blut: Ein Effekt, der bei den extremen Tiefen, die tauchende Tiere erreichen, signifikant ist.

Bei ohne Druckluft tauchenden Menschen, die weniger große Tiefen erreichen, ist das selten, aber auch nicht unmöglich: Sowohl Schnorchler, die Tiefen unter 15 Meter erreichen, als auch Apnoetaucher können Dekompressionskrankheit entwickeln.

Das Phänomen nennt sich Taravana-Syndrom. Polynesische Perlentaucher nennen es Taravana ("verrückt hinfallen"), wenn Erkrankte nach Tauchgängen die Kontrolle über ihren Körper verlieren. Auch Taravana ist im Extremfall tödlich und in mindestens einem Fall bei einem Apnoe-Sporttaucher dokumentiert.



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