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Fledermäuse sind die einzigen Säugetiere, die aktiv fliegen können. Viele Arten nutzen diese Fähigkeit für den saisonalen Zug, während dessen sie oft stundenlang ununterbrochen in der Luft sind. Diese Energieleistung würde den Stoffwechsel anderer Säugetiere überfordern, da diese nur in sehr begrenztem Umfang Fettsäuren verbrennen können. Forschende von Leibniz-IZW und Helmholtz Munich konnten nun durch die Messung von Stoffwechsel-Abbauprodukten im Blut von ziehenden Rauhautfledermäusen nachweisen, dass die Fettsäureverbrennung ein wichtiger Energielieferant für den Stoffwechsel der Fledermäuse ist – insbesondere während der Migrationszeit.
Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift „The FASEB Journal“ veröffentlicht. Für die Studie untersuchten die Forschenden um Alesia Walker (Helmholtz Munich), Shannon Currie und Christian Voigt (beide Leibniz-IZW) Blutproben von Rauhautfledermäusen (Pipistrellus nathusii), die in einem Windkanal unter kontrollierten Bedingungen flogen, sowie von Individuen derselben Art aus der freien Wildbahn während und außerhalb der Migrationszeit. Die untersuchten Fledermäuse wurden auf den Ornithologischen Forschungsstationen Engure und Pape in Lettland gefangen; 16 von ihnen flogen an der Universität Lund in einem Windkanal, durch den Luft mit einer Geschwindigkeit zwischen sechs und acht Metern pro Sekunde strömte. Von insgesamt 47 Rauhautfledermäusen wurden direkt nach dem Fangen oder nach einer Stunde Erholungszeit Blutproben genommen und analysiert – von 16 vor der Zugzeit und von 31 während der Zugzeit. Mit speziellen chromatographischen Methoden (Hydrophile Interaktionschromatographie/ Ultrahochleistungs-Flüssigchromatographie, HILIC/UHPLC) suchten die Forschenden nach Stoffwechselabbauprodukten (Metaboliten) und Fetten (Lipide).
Fledermauszug ist mit erhöhter Fettverbrennung verbunden
Die Untersuchung der Metabolite erbrachte deutliche Hinweise auf eine hohe Relevanz der Fettsäureverbrennung während der Migration. Bei länger fliegenden Fledermäusen sind beispielweise rund 70% der Acylcarnitine im Blut erhöht. Bei diesen handelt sich um die Transportform von Fettsäuren, die zur Verbrennung in die Mitochondrien (die „Kraftwerke“ der Zellen) eingeschleust werden. Ohne das Transportmolekül Carnitin ist die Mitochondrienmembran für Fettsäuren unpassierbar. Zudem registrierten die Forschenden bei ziehenden Fledermäusen im Vergleich zu den noch nicht ziehenden Fledermäusen deutlich höhere Konzentrationen an ungesättigte Fettsäuren tragenden Phosphatidylethanolaminen sowie mehrerer Phosphatidylcholine.
„Wir konnten nachweisen, dass die Metabolite des Fettstoffwechsels während des Zugs der Rauhautfledermäuse deutlich erhöht waren. Dies widerspricht der etablierten Lehrmeinung, dass Säugetiere nur eingeschränkte Fähigkeiten zum Transport und zur Oxidation von Fettsäuren während Phasen großer Anstrengung aufweisen“, erklärt Dr. Alesia Walker, Wissenschaftlerin in der Abteilung Analytische Biogeochemie am Helmholtz Munich. „Dies gilt insbesondere für die Metabolite von ungesättigten Fettsäuren, während die Konzentrationen von Stoffwechselprodukten von gesättigten Fettsäuren keine nennenswerten Unterschiede zwischen ziehenden und nicht ziehenden Tieren aufweisen.“ Wie alle Säugetiere können auch Fledermäuse mehrfach ungesättigte Fettsäuren nicht selbst synthetisieren und müssen diese über die Nahrung aufnehmen. Während der Zugzeit nehmen die Rauhautfledermäuse insbesondere Insekten zu sich, deren Larven in Gewässern leben. Diese sind oft reichhaltiger in langkettigen, mehrfach ungesättigten Fettsäuren als waldbewohnende Insekten.
Physiologische Anpassungen von Fledermäusen ähneln jenen der Vögel
„Unsere Forschungsergebnisse zeigen, wie die Rauhautfledermäuse über die Verbrennung von Fettsäuren ihren Stoffwechsel für die lange Migration in die Winterquartiere fit machen“, sagt Prof. Dr. Christian Voigt, Leiter der Abteilung für Evolutionäre Ökologie am Leibniz-IZW. „Wir Menschen sind wie andere Säugetiere dazu nicht in diesem Umfang in der Lage, weil wir bei großer Anstrengung den hohen Energiebedarf nur sehr begrenzt über die Verbrennung von Fettsäuren bestreiten bedienen können. Wenn wir intensiv Sport treiben, stellt unser Körper die nötige Energie hauptsächlich aus Glykogenen, einer Kohlenhydrat-Speicherform, bereit.“ Nachdem die Glykogenspeicher während des Trainings oder Wettkampfs geleert wurden, hat der Körper nicht mehr genügend Energie, um die Muskelarbeit mit gleicher Intensität aufrechtzuerhalten. Dies kann zu einem Leistungsabfall und einer schnellen Ermüdung führen. Viele Sportler kennen dieses Phänomen als „hitting the wall“. Wenn Rauhautfledermäuse saisonal mehrere tausend Kilometer zwischen ihren Sommerlebensräumen in Nordosteuropa und ihren Winterlebensräumen in West- und Südeuropa zurücklegen, wäre ein solcher Leistungseinbruch fatal. „Fledermäuse machen es also ein Stück weit wie die Vögel und können dauerhaft hohe Leistung durch die Oxidation von Fettsäuren erbringen“, schließt Voigt. Damit könnten sie theoretisch, wie viele europäische Singvögel, sogar noch weiter bis nach Afrika ziehen. „Das tun sie jedoch nicht, ganz einfach weil sie es nicht müssen: Fledermäuse halten in ihren Winterquartieren einen mehrmonatigen Winterschlaf, was Vögel nicht können. Die Rauhautfledermaus kann beispielsweise im Mittelmeerraum gut über den Winter kommen und muss nicht in noch wärmere Gefilde ziehen.“
Prof. Dr. Christian Voigt
Leiter der Abteilung für Evolutionäre Ökologie
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)
Telefon: +49 30 5168 511
E-Mail: voigt@izw-berlin.de
Dr. Alesia Walker
Senior-Wissenschaftlerin in der Abteilung Analytische Biogeochemie
Helmholtz Munich
Telefon: +49 89 3187 49132
E-Mail: alesia.walker@helmholtz-munich.de
Dr. Shannon Currie
Lecturer in Native Vertebrate Biology at the School of BioSciences
The University of Melbourne
Telefon: +61390355511
E-Mail: shannon.currie@unimelb.edu.au
Walker A, Truong TT, Klingenspor M, Hedenström A, Pētersons G, Schmitt-Kopplin P, Currie SE, Voigt CC (2026): High relevance of fatty acid oxidation in a migrating mammal, the Nathusius’ pipistrelle (Pipistrellus nathusii). The FASEB Journal 40/10, e71900. DOI: 10.1096/fj.202600860R.
Fang von Fledermäusen in einer Trichterfalle in Lettland
Source: Jon A. Juarez
Copyright: Leibniz-IZW/Jon A. Juarez
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Environment / ecology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results
German
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