Meeressäuger wie Wale und Delfine verbringen ihr gesamtes Leben im Wasser. Aber wie können sie schlafen, ohne zu ertrinken?
Beobachtungen von Delfinen in Aquarien und Zoos sowie von Walen und Delfinen in freier Wildbahn zeigen zwei grundlegende Schlafmethoden: Sie ruhen entweder ruhig im Wasser, vertikal oder horizontal, oder schlafen während sie langsam neben einem anderen Tier schwimmen. Einzelne Delfine treten auch in eine tiefere Schlafphase ein, meistens nachts. Diese Schlafphase nennt man „Logging“, weil ein Delfin in diesem Zustand einem Holzstamm ähnelt, der an der Wasseroberfläche treibt.
Wenn Meeressäuger schlafen und gleichzeitig schwimmen, befinden sie sich in einem Zustand, der einem Nickerchen ähnelt. Junge Wale und Delfine ruhen, essen und schlafen tatsächlich, während ihre Mutter schwimmt und sie in ihrem Strömungsschatten zieht – eine Position, die als „Echelon-Schwimmen“ bezeichnet wird.
In dieser Zeit schläft auch die Mutter beim Schwimmen. Tatsächlich kann sie in den ersten Wochen nach der Geburt nicht aufhören zu schwimmen. Wenn sie dies für längere Zeit tut, beginnt das Kalb zu sinken; es hat nicht genug Körperfett oder Blubber, um leicht zu schwimmen.
Viel Schwimmen kann ein Jungtier ermüden und ein schwaches Tier produzieren, das anfällig für Infektionen oder Angriffe ist. Männliche erwachsene Delfine, die normalerweise paarweise reisen, schwimmen oft langsam nebeneinander, während sie schlafen. Weibliche und junge Delfine reisen in größeren Gruppen. Sie ruhen möglicherweise im selben Bereich oder begleitende Tiere können beim Schwimmen schlafen.
Während des Schlafens schaltet der Große Tümmler nur die Hälfte seines Gehirns zusammen mit dem entgegengesetzten Auge ab. Die andere Hälfte des Gehirns bleibt in einem niedrigen Zustand der Wachsamkeit wach. Diese aufmerksame Seite wird verwendet, um nach Raubtieren, Hindernissen und anderen Tieren Ausschau zu halten.
Es signalisiert auch, wann es Zeit ist, an die Oberfläche zu steigen, um frische Luft zu schnappen. Nach etwa zwei Stunden kehrt das Tier diesen Prozess um, ruht die aktive Gehirnhälfte aus und weckt die ausgeruhte Hälfte. Dieses Muster wird oft als „Katzen-Nickerchen“ bezeichnet.
Delfine schlafen im Allgemeinen nachts, aber nur für ein paar Stunden am Stück; sie sind oft spät in der Nacht aktiv und füttern sich möglicherweise auf Fische oder Tintenfische, die aus der Tiefe aufsteigen. Basierend auf Elektroenzephalogramm (EEG)-Lesungen schlafen Große Tümmler durchschnittlich 33,4 Prozent ihres Tages.
Es ist nicht klar, ob Wale und Delfine traumhaft schlafen. Die schnellen Augenbewegungen (REM), die ein charakteristisches Merkmal des tiefen Schlafes sind, sind schwer zu erkennen. Aber bei einem Pilotwal wurde beobachtet, dass er in einer einzigen Nacht sechs Minuten REM hatte.
Um während des Schlafens nicht zu ertrinken, ist es entscheidend, dass Meeressäuger die Kontrolle über ihre Blaslochöffnung behalten. Das Blasloch ist ein Hautklappen, die unter der willentlichen Kontrolle des Tieres geöffnet und geschlossen wird. Obwohl dies noch diskutiert wird, glauben die meisten Forscher, dass ein Delfin oder Wal bewusst und wach sein muss, um zu erkennen, dass sein Blasloch an der Oberfläche ist, um zu atmen.
Menschen können natürlich atmen, während der bewusste Geist schläft; unsere unbewussten Mechanismen kontrollieren dieses automatische System. Aber ausgestattet mit einem freiwilligen Atmungssystem müssen Wale und Delfine einen Teil des Gehirns wach halten, um jeden Atemzug auszulösen.
Andere Methoden helfen Meeressäugern, länger als andere Säugetiere die Luft anzuhalten. Meeressäuger können bei jedem Atemzug mehr Luft aufnehmen, da ihre Lungen im Verhältnis zu ihrer Körpergröße größer sind als die des Menschen. Darüber hinaus tauschen sie bei jedem Ein- und Ausatmen mehr Luft aus.
Ihre roten Blutkörperchen tragen auch mehr Sauerstoff. Und während des Tauchens fließt das Blut von Meeressäugern nur in die Teile des Körpers, die Sauerstoff benötigen – das Herz, das Gehirn und die Schwimm-muskeln. Verdauung und andere Prozesse müssen warten.
Schließlich haben diese Tiere eine höhere Toleranz gegenüber Kohlendioxid (CO2). Ihre Gehirne lösen keine Atmungsantwort aus, bis die CO2-Werte viel höher sind als das, was Menschen tolerieren können. Diese Mechanismen, die Teil der Tauchantwort von Meeressäugern sind, sind Anpassungen an das Leben in einer aquatischen Umgebung und helfen während des Schlafens.
Cetaceen reduzieren die Anzahl der Atemzüge, die sie während der Ruhephasen nehmen; Ein Delfin könnte im Durchschnitt acht bis zwölf Atemzüge pro Minute haben, wenn er ziemlich aktiv ist, aber seine Atemfrequenz könnte beim Ausruhen auf drei bis sieben Atemzüge pro Minute fallen.
Es ist tatsächlich selten, dass Meeressäuger „ertrinken“, da sie unter Wasser nicht einatmen; jedoch ersticken sie aufgrund eines Mangels an Luft. Eine Geburt unter Wasser kann Probleme für neugeborene Wal- und Delfinkälber verursachen. Es ist die Berührung der Luft auf der Haut, die den wichtigen ersten Atemzug auslöst. Und Nekropsien zeigen manchmal, dass ein Tier nie an die Oberfläche kommt, um seinen ersten Atemzug zu machen. Das gleiche Problem kann auftreten, wenn ein Tier in einem Fischernetz gefangen ist. Wenn es nicht in der Lage ist, an die Oberfläche zu gelangen oder in Panik gerät, kann es tiefer tauchen, wo es nicht mehr atmen und ersticken kann.
Das Schlafen in Sicherheit auf See kann offensichtlich Probleme darstellen, aber das System der Meeressäugetiere hat sie gelöst. Von der Kontrolle des Blaslochs bis zur Anpassung des Atmungssystems haben sich Wale und Delfine perfekt an das Leben in einer Wasserumgebung angepasst, um auch während des Schlafens sicher zu sein.