Apothekerskink atmet mit einfachem aerodynamischen Filter unter Sand

Linz/Wien (APA) - Der Apothekerskink verbringt viel Zeit eingegraben im feinen Wüstensand. Wie die Echse bis zu einem halben Meter unter San...

Linz/Wien (APA) - Der Apothekerskink verbringt viel Zeit eingegraben im feinen Wüstensand. Wie die Echse bis zu einem halben Meter unter Sand atmen kann, haben Wissenschafter der Uni Linz herausgefunden. Anhand eines 3D-Modells des Nasengangs des Tiers zeigten sie, dass ein einfaches aerodynamisches Filtersystem das Einatmen von Sandkörnern verhindert, berichten die Forscher im „Journal of Experimental Biology“.

Apothekerskinks (Scincus scincus) leben in Wüsten Nordafrikas und des Nahen Ostens, meist eingegraben im feinen Sand. In diesem bewegen sich die bis zu 20 Zentimeter langen Tiere wie ein Fisch vorwärts, weshalb sie auch „Sandfisch“ genannt werden. Nur zur Paarung, Futtersuche oder Darmentleerung kommen sie an die Oberfläche.

Am Institut für Medizin- und Biomechatronik der Universität Linz haben Wissenschafter gemeinsam mit Partnern aus Deutschland und Slowenien untersucht, wie die Echsen unter Sand atmen können. Dazu haben sie ein Modell des Nasengangs mittels eines 3D-Druckers hergestellt und die Atmung experimentell nachgeahmt.

Zunächst erstellten die Forscher eine detaillierte Histologie anhand von Gewebeschnitten, die abfotografiert und am Computer wieder zusammengesetzt wurden - als Vorlage für das 3D-Modell. „Es zeigte sich, dass der Apothekerskink kein offensichtliches Filtersystem hat, wie man es bei anderen verwandten Arten findet“, erklärte Studienautorin Anna Stadler gegenüber der APA. So haben manche Echsenarten etwa einen u-förmigen Nasengang, der ähnlich wie ein Siphon funktioniert.

Der Apothekerskink verfügt dagegen nur über einen röhrenförmigen, rund elf Millimeter langen Nasengang, dessen Querschnitt sich aber verändert. Relativ nahe der Nase erweitert sich die „Röhre“ einmal und wird dann wieder schmäler. „Der Clou liegt in diesem größer werdenden Querschnitt“, sagte Stadler. Weil es beim Einatmen durch den größeren Querschnitt zu einem Geschwindigkeitseinbruch der Atemluft komme, setze sich der Sand dort ab.

Entfernt werden könnte der Sand durch hustenartiges Ausatmen. Denn während die Echse im Sand extrem langsam durchschnittlich zwei Sekunden lang einatmet, erfolgt das Ausatmen sehr intensiv in durchschnittlich nur 40 Millisekunden. Die Sandkörner könnten aber auch zur Gaumenspalte transportiert und geschluckt werden. Welche Möglichkeit des Abtransports das Tier nutzt, wollen die Wissenschafter in weiteren Untersuchungen herausfinden.

Das Filterprinzip könnte aber auch für (medizin-)technische Anwendungen interessant sein. „Ein so einfaches, wartungsarmes Filtersystem wäre für viele Bereiche interessant und könnte auch günstig hergestellt werden“, sagte Stadler. Allerdings ist die Größe des Nasengangs und die Atemdynamik genau auf die Partikelgröße abgestimmt, mit kleineren oder größeren Sandkörnern funktioniere das Filtersystem nicht.

(S E R V I C E - Internet: http://dx.doi.org/10.1242/jeb.138107)


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