Wenn U-Boot-Besatzungen in Filmen den Befehl „Tauchvorbereitung“ hören, springen sie in Aktion. Eine neue Studie unter Leitung von Dr. J. Chris McKnight von der University of St Andrews zeigt: Seehunde (Phoca vitulina) nutzen einen ähnlichen mentalen Trigger, um physiologische Anpassungen für langes Unterwasserbleiben vorzubereiten.
Das Team von Dr. McKnight rüstete die Tiere mit nicht-invasiven Nahinfrarot-Spektroskopie-Geräten („PortaSeal“) aus, die Blutzirkulationsmuster überwachen. Diese wurden an Kopf und Schultern befestigt, um Veränderungen beim Schwimmen und Tauchen in einem naturnahen Habitat zu tracken.
„Dass Seehunde – physiologisch faszinierende Tiere – aktiv ihr Kreislaufsystem kontrollieren können, ist hochspannend“, betont Dr. McKnight.
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Säugetiere zeigen beim Eintauchen in Wasser den Tauchreflex: Herzfrequenz sinkt, periphere Blutgefäße in Gliedmaßen verengen sich. Bisher fehlten jedoch Einblicke in die vollen Veränderungen bei Meeressäugern wie Seehunden – vor allem live im Wasser.
Dr. McKnight testete Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), etabliert in der Medizin zur Blutfluss- und Sauerstoffmessung im Gehirn.
Bei NIRS dringt Infrarotlicht (800–2.500 nm) in den Kopf ein; das reflektierte Spektrum verrät Blutvolumen, -fluss und chemische Zusammensetzung im Gehirn und Gewebe.
Die angepasste NIRS-Variante – auch in Astronomie und Landwirtschaft genutzt – offenbarte bei vier Seehunden: Periphere Gefäße verengen sich routinemäßig, zerebrales Blutvolumen steigt 15 Sekunden vor dem Tauchen. Diese vorausschauenden Anpassungen deuten auf kognitive Kontrolle hin, nicht nur Reflex. Auch während des Tauchens boosten Seehunde konstant die zerebrale Sauerstoffversorgung.
„Dies eröffnet neue Perspektiven zur Kontrolle physiologischer Reaktionen“, erklärt Dr. McKnight. „Nicht-invasive Tech aus der Biomedizin ermöglicht zukünftige Studien im offenen Ozean – etwa zu außergewöhnlichen Fähigkeiten wie dem Überleben von Hirntrauma.“