Große dicke Wale

Wale sind groß. Sehr groß! Enorm groß …

Finnwale können 70 000 kg wiegen. Grönlandwale liegen bei 100 000 kg. Und der gigantische Blauwal, kann satte 190 000 kg erreichen – und ist damit das größte Tier, das jemals gelebt hat.

Erstaunlich hierbei ist, dass wir diesen Gigantismus nur bei den Bartenwalen als Schwarmfresser finden und nicht bei den Zahnwalen die einzelne Beutetiere jagen.

Die Wale beeindrucken uns mit ihrer Größe, und seit jeher haben sich die Menschen gefragt, warum sie so groß geworden sind.

Wale haben eine interessante Entwicklungsgeschichte. Sie begannen vor 50 Millionen Jahren als landbewohnende Hufsäuger. Über mehrere Millionen Jahre hinweg entwickelten sie Flossen und wurden zu Meereslebewesen.
Vor etwa 20 bis 30 Millionen Jahren entwickelten einige dieser uralten Wale die Fähigkeit, ihre Barten als Filter zu benutzen, was bedeutet, dass sie Schwärme kleiner Beute in einem einzigen riesigen Schluck Wasser aufnehmen konnten. Die Entstehung der Bartenwale war eingeläutet. Aber trotz dieser Fähigkeit ihre Nahrung mit diesem Filtersystem aufzunehmen blieben Wale über Millionen von Jahren nur mäßig groß.

„Aber plötzlich – ‚Boom‘ – sehen wir, wie z.B. der Blauwal sehr groß wird und immer mehr an Gewicht und Länge weiterentwickelt,“ sagte Nick Pyenson, Kurator von fossilen Meeressäugern im National Museum of Natural History der Smithsonian Institution.

In einer neuen Studie die in der Zeitschrift Proceedings der Royal Society B veröffentlicht wurde, untersuchte ein Forscherteam den Gigantismus bei Bartenwalen, darunter Blauwale, Grönlandwale und Finnwale. Die Meeressäuger wurden erst vor kurzem relativ groß. Und vor kurzem bedeutet bei den Wissenschaftlern die letzten 4,5 Millionen Jahren.

Die Ursache? Ein Klimawandel, der es den Giganten erlaubte zu fressen.

Die Forscher sammelten dafür 3.859 und 2.999 fossile Säugetierarten versteinerter Wale und analysierten diese Daten in einem statistisches Modell. Es zeigte sich, dass mehrere unterschiedliche Linien der Bartenwale unabhängig voneinander zu der gleichen Zeit zu Riesen wurden. Vor rund 4,5 Millionen Jahren entstanden auf der ganzen Welt riesige Blauwale neben riesigen Grönlandwalen und riesigen Finnwalen.

Die Forscher vermuteten, dass sich in dieser Zeit eine Umweltveränderung ereignete, die im Wesentlichen dazu führte, dass sich die Bartenwale massiv entwickeln konnten. Nach einigen Nachforschungen fanden sie heraus, dass diese Zeit mit den frühen Anfängen der zunehmenden Bedeckung der nördlichen Hemisphäre durch Eisdecken zusammenfiel.

Der Abfluss von den Gletschern hatte Nährstoffe wie Eisen in die Küstengewässer gespült, und intensive saisonale Aufschwungszyklen ließen das Kaltwasser von unten heraufsteigen und organisches Material an die Oberfläche bringen. Diese ökologischen Wirkungen brachten zusammen zu bestimmten Zeiten und an bestimmten Orten große Mengen an Nährstoffen in das Wasser, was sich kaskadenartig auf das Nahrungsnetz des gesamten Ozeans auswirkte.

Scharen von Zooplankton und Krill versammelten sich, um sich an den Nährstoffen zu erfreuen. Sie bildeten riesige Ansammlungen, die sich über viele Kilometer lang und weit ausdehnen konnten und mehr als 20 Meter dick sein konnten. Die Ozeane wurden die riesigen „All-you-can-eat-Buffets“ der Wale.

Die Bartenwale konnten nun viel größere Mengen Beute schlucken, wodurch sie größer werden konnten.
Das war aber nur ein Teil der Gleichung.

„Reichliches Essen wird nicht zu riesigen Walen führen“,
sagte Graham Slater, ein Evolutionsbiologe an der University of Chicago und der Hauptautor der Studie:
„Sie müssen ebenso durch große Entfernungen getrennt sein.“

Weil die ökologischen Zyklen, die die Explosionen von Krill und Zooplankton steuern, saisonal stattfinden, sagte Dr. Slater, mussten die Wale tausende von km zu diesen riesigen Zoo- und Krill-Ansammlungen wandern. Größere Wale mit längeren Energiereserven hatten eine bessere Chance, die langen saisonalen Wanderungen zu überleben, während kleinere Bartenwale ausgestorben waren.
Wenn die Schwarm-Ansammlungen des Zooplanktons und des Krills nicht weit voneinander entfernt wären, sagte Dr. Slater, wäre die Entwicklung der Wale auf einer bestimmten Körpergröße stehengeblieben, die für sie gereicht hätte, mit ihrer Energie die kurzen Wanderungen zu den Fressgebieten zu unternehmen.

„Ein Blauwal kann große Strecken von vielen tausend km zurücklegen, um an Nahrung zu gelangen und verwendet dabei so viel weniger Energie als ein Wal mit einem geringen Körper“,
sagte Graham Slater, ein Evolutionsbiologe an der University of Chicago und der Hauptautor der Studie:
 „Es wurde wirklich vorteilhaft, wenn Sie große Entfernungen zurücklegen, wenn Sie groß sind.“

Doch die weiten Wanderungen zu den Futtergebieten oder das Leben in kälteren Gewässern mit viel Futter stellte eine weitere Herausforderung an die Wale.
Denn bei der Analyse stellte das Team fest, dass Landtiere, die einmal ins Wasser gingen, sich zu einer größeren Größe entwickeln mussten, um ihre Wärme im Wasser zu halten. Dazu benötigen die Wale, die in kalten Gewässern leben eine dicke Speckschicht: „ den Blubber“, denn die Wassertemperatur liegt meistens weit unter ihrer Körpertemperatur. Dazu mussten die Wale entweder dick werden und eine dicke Speckschicht entwickeln, wie z.B. der Grönlandwal, oder sich derart vergrößern in ihrer Körpergröße, wie z.B. der Blauwal, um somit über ausreichend Speckreserven, die die Wärme im Körper hält, zu verfügen.

Durch Nährstoffe im Wasser konnten sich riesigen Krillschwärme in weit auseinanderliegenden Gebieten entwickeln. Was also letztendlich zum Gigantismus der Wale führte. Sie waren dadurch in der Lage weite Strecken zu schwimmen und durch Größe oder Dicke ihre Wärme im Körper zu halten und von diesen Fett-Reserven zu überleben, sollte das Nahrungsangebot einmal nicht so reichhaltig vorhanden sein.

„Wenn wir darüber nachdenken, wie der Planet in seiner langen Geschichte war, war ein Wal vor 10 Millionen Jahren eine ganz andere Art von Lebewesen als heute“,
sagte Dr. Norris.
„Wir leben also gewissermaßen in einer besonderen Zeit, in der wir die Majestät der wirklich großen Tiere draußen im Meer genießen können.“

Energetic tradeoffs control the size distribution of aquatic mammals
William Gearty, Craig R. McClain, and Jonathan L. Payne
PNAS April 17, 2018 115 (16) 4194-4199; published ahead of print March 26, 2018 https://doi.org/10.1073/pnas.1712629115

1. Edited by Nicholas D. Pyenson, Smithsonian Institution, Washington, DC, and accepted by Editorial Board Member David Jablonski February 23, 2018 (received for review August 8, 2017)

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