Verhaltensforschung Uni Bielefeld

 Department of Animal Behaviour, University of Bielefeld, Germany

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 Dirk Petzold, Diplombiologe

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Verhaltensökologie der Australischen Schwimmratte
Eco-ethology of the Australian Water Rat

Schwimmratten
Doktorarbeit
Abstammung
Systematik
Verbreitung
Reproduktion
Morphologie
Feldstudie
Bilder Freiland

Morphologie und Physiologie

Als Tiere mit semiaquatischer Lebensweise haben Schwimmratten zahlreiche Anpassungen für die Fortbewegung und den Aufenthalt unter Wasser entwickeln. Am augenfälligsten sind dabei die Veränderungen in der Morphologie der Tiere, die sich sofort als Anpassung an das Leben im Wasser charakterisieren lassen. Im Vergleich zu den vielfältigen morphologischen Anpassungen und auch Verhaltensweisen (Petzold 1995) sind physiologische Tauchanpassungen nicht sofort ersichtlich und bei Schwimmratten kaum zu finden.

Stromlinienform

Schwimmratten zeigen die typische, kompakte, stromlinienförmige Körperform kleiner, semiaquatischer Säugetiere (Krummbiegel 1953). Die Sinnesorgane sind weit oben am Kopf angebracht. Die verschließbaren Nasenöffnungen zeigen lateral-dorsal nach oben; auch die kleinen Augen sind hoch am Schädel zu finden und zudem nach vorne-oben ausgerichtet. Die hochsitzenden Ohren, die das Fell nur wenig überragen, haben stark verkleinerte Ohrmuscheln.

Schädel- und Knochenbau

Schwimmratten haben breite, abgeflachte Schädel mit besonders verbreiterter Schnauzenregion. Die Schädelknochen sind schwer gebaut. Troughton (1941) hält diese Merkmale für eine Anpassung an Futtersuche unter Steinen und Vorsprüngen.

Zahnbau und Zahnformel

Abweichend vom Grundmuster der Mäuseartigen hat die Australische Schwimmratte nur zwei Molaren in jeder Zahnreihe. Die breiten Molaren sind von einfachem Aufbau, mit zusätzlichen Wurzeln versehen und an der Oberfläche napfförmig ausgehöhlt statt mit erhöhten Graten versehen (Jones 1925, Troughton 1941). Troughton vermutet darin eine Anpassung für das Zerquetschen hartschaliger aquatischer Beute. Die Schneidezähne sind vergleichsweise verbreitert (Ellerman 1940).

Schwimmhäute

Die weit spreizbaren Hinterfüße der Schwimmratten sind vergrößert, dabei befinden sich Schwimmhäute zwischen den Zehen 2, 3 und 4 (Jones 1925). Nach Krummbiegel (1953) sind diese Zehen gleich lang. Dies konnte bei den Bielefelder Tieren allerdings nicht bestätigt werden; Schwimmhäute verschiedener Größen finden sich zwischen allen Zehen der Hinterfüße, und gleich lang sind nur die Zehen 3 und 4 (Abb. 10). Die breite, gummiartige, fleischige Fußsohle ist unbehaart und aufgerauht, um auf nassen, glatten Oberflächen Halt zu finden.

 Fußsohle von Hydromys (rechter Hinterfuß)

 

 

Längenverhältnis der Beinknochen

Ein typisches Zeichen für (semi-)aquatische Säugetiere ist die Verkürzung des Femurs im Verhältnis zur Tibia, was das Kraftübertragungsverhältnis dem dichteren Fortbewegungsmedium anpaßt. Während Landtiere zumeist ein Verhältnis von ca. 1 : 1 zeigen, haben marine Säuger ein deutlich zum Unterschenkel hin verschobenes Verhältnis.
Das Verhältnis von Ober- zu Unterschenkel bei den Bielefelder Tieren betrug im Mittel 1 : 1.41 ± 0.05.

Steuerschwanz

Schwimmratten haben einen fleischigen, drehrunden Schwanz, der vollständig kurz behaart ist. Die Schwanzspitze ist charakterisiert durch weiße Haare und fehlende Haut-Pigmentierung. Der Schwanz rudert nicht, sondern bewegt sich allenfalls passiv schlängelnd mit, aber er hat eine große Bedeutung bei der Steuerung im Wasser, vor allem als Gegengewicht bei plötzlichen Richtungswechseln und beim Abtauchen.

Thermoregulation

Wasser hat eine 25mal größere Wärmeleitfähigkeit als Luft. Daher ist auch für warmblütige Tiere aus tropischen Gebieten, die einen beträchtlichen Teil ihrer Zeit im Wasser verbringen, entweder eine erhöhte Wärmeproduktion oder eine gute Isolation und Wärmerückhaltung notwendig.

Isolation durch Fell

Bei Schwimmratten ist das Fell zur Isolierung im Wasser von besonderer Bedeutung (Seebeck 1995, Dawson & Fanning 1981). Es spielt darüber hinaus auch eine Rolle bei Lokomotion und Auftrieb (s. 6.6.2 Auftrieb). Das Fell ist extrem dicht mit feiner, stark gefetteter Unterwolle. Dawson & Fanning (1981) zählten bis zu 363 Haare / mm² am Bauchfell (Rückenfell bis 193 Haare / mm²).

An nach dem Tod entnommenen Fellproben aus dem Rücken- und Bauchfell von fünf Tieren wurden mikroskopisch die Haare von der Oberseite her als auch die Follikel (je zwei Haare je Follikel) von der Unterseite her ausgezählt. Mittelwerte für das Rückenfell ergaben 320 Haare / mm² und für das bauchseitige Fell 370 Haare / mm².

Dawson & Fanning (1981) beobachteten, daß auch nach drei Stunden im Wasser das Fell nicht völlig durchnäßt war und auch bei starker Aktivität vor allem ventral weitgehend wasserdicht blieb. Ventral hatte das Fell auch naß eine bessere Wärmerückhaltung. Die Dicke der eingeschlossenen Luftschicht betrug 3 - 4 mm.

Die Haare weisen relativ große Lufteinschlüsse auf, die die Isolationswirkung steigern. Eine subdermale Fettschicht ist bei Schwimmratten kaum vorhanden.

Körpermaße

Als Folge des Lebens im Wasser ist auch ein hohes Körpergewicht im Vergleich zu nicht-aquatischen Verwandten zu sehen; semiaquatische Säuger sind zumeist die größten ihrer systematischen Gruppe (Waterhausesche Regel). Durch das bessere Verhältnis von Volumen zu Oberfläche wird die relative Wärmeabgabe an das Wasser verringert.

Stoffwechselaktivität

Dawson & Fanning (1981) errechneten bei 15 °C Wassertemperatur einen Anstieg des Stoffwechsels auf 3.3x SMR, mehr sei offensichtlich nicht möglich. Nach Predavec (unveröffentl.) sind Schwimmratten in der Lage, Stoffwechselenergie durch Hypothermie zu sparen.

Interpretation der Anpassungen an kalte Umgebung

Unzweifelhaft stehen den Verhaltensanpassungen vergleichsweise wenige physiologisch-morphologische Anpassungen an gemäßigte Breiten gegenüber. Es sollte aber bedacht werden, daß die meisten Merkmale (isolierendes Fell mit Luftschicht, kleine Ohrmuscheln, reduzierbarer Stoffwechsel, regelmäßiger Landaufenthalt usw.) nicht primär Anpassungen an niedrige Temperaturen sind, sondern an die semiaquatische Lebensweise. Auch die in den Tropen und Subtropen lebenden Schwimmratten zeigen dieselben Merkmale. Es handelt sich daher eher um Anpassungen an Tauchverhalten und gegen Auskühlung im Wasser im allgemeinen. Unter Umständen ermöglichte es die Prä-Adaptation durch die wasserlebende Lebensweise den Schwimmratten somit, als einzige ursprünglich in den Tropen beheimatete Säugetierart Australien bis nach Tasmanien zu besiedeln.

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Zuletzt aktualisiert Januar 2005