Arktische Erdhörnchen ändern als Reaktion auf den Klimawandel ihre Winterschlafmuster

Arktische Erdhörnchen sind einzigartig unter den Säugetieren. Ihre Fähigkeit, selbst dann nicht zu frieren, wenn die Körpertemperatur unter die Markierung auf dem Thermometer fällt, ermöglicht es ihnen, extreme Winterklimazonen zu überstehen. Neue Forschungsergebnisse veröffentlicht in Wissenschaft analysiert mehr als 25 Jahre Klima- und biologische Daten. Zu den Ergebnissen zählen kürzere Winterschlafzeiten und Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Winterschlafzeiten. Spoiler-Alarm: Die Mädchen „stehen auf und leuchten“ als Reaktion auf die Erwärmung etwas früher, was sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf das gesamte Nahrungsnetz dieser Ökosysteme haben könnte.

Der leitende Autor Cory Williams, Assistenzprofessor am Fachbereich Biologie der Colorado State University, begann vor mehr als 15 Jahren an der University of Alaska Fairbanks, arktische Erdhörnchen zu untersuchen. „Ich denke, das Besondere an unserer Studie ist, dass wir einen ausreichend langen Datensatz betrachten, um die Auswirkungen des Klimawandels auf ein Säugetier in der Arktis zu zeigen“, sagte Williams, der 2021 der CSU-Fakultät beigetreten ist. „Wir können es zeigen.“ ein direkter Zusammenhang zwischen Temperaturänderungen und der Physiologie und Ökologie dieser Tiere.“

Helen Chmura, Hauptautorin dieser neuesten Forschung, begann die Analyse als Postdoktorandin an der University of Alaska Fairbanks im Jahr 2018 und arbeitet jetzt als USDA Forest Service-Forscherin bei der Rocky Mountain Research Station. „Unsere Daten zeigen, dass die aktive Schicht, die Bodenschicht über dem Permafrost, später im Herbst gefriert, mitten im Winter nicht so kalt wird und im Frühjahr etwas früher auftaut.“ Sie fügte hinzu: „Diese Veränderungen, die einer Verkürzung der Zeit, in der der Boden in einem Meter Tiefe gefroren ist, um etwa 10 Tage gleichkommen, vollzogen sich in nur 25 Jahren, was ziemlich schnell ist.“

Arktische Erdhörnchen überleben die harten Winter in Alaska, indem sie mehr als ein halbes Jahr lang Winterschlaf halten, was ihre Lungen-, Herz-, Gehirn- und Körperfunktionen drastisch verlangsamt. Sie müssen immer noch Energie aufwenden, um aus gespeichertem Fett genügend Wärme zu erzeugen, damit das Gewebe nicht gefriert. Jedes Frühjahr tauchen sie ausgehungert und paarungshungrig aus ihren Höhlen auf, die mehr als einen Meter unter der Erde liegen.

Chmura und Williams analysierten zusammen mit Co-Autoren langfristige Luft- und Bodentemperaturdaten an zwei Standorten im arktischen Alaska in Verbindung mit Daten, die mit Biologgern gesammelt wurden. Sie maßen im gleichen Zeitraum von 25 Jahren die Bauch- und/oder Hauttemperatur von 199 frei lebenden einzelnen Erdhörnchen. Sie fanden heraus, dass sich die Weibchen verändern, wenn sie den Winterschlaf beenden, und jedes Jahr früher schlüpfen, die Männchen jedoch nicht. Die Veränderungen bei den Weibchen entsprechen dem früheren Tauwetter im Frühjahr. Der Vorteil dieses Phänomens besteht darin, dass sie während des Winterschlafs nicht so viel gespeichertes Fett verbrauchen müssen und früher im Frühjahr mit der Nahrungssuche nach Wurzeln und Trieben, Beeren und Samen beginnen können. Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies zu gesünderen Würfen und höheren Überlebensraten führen könnte.

Der Nachteil besteht darin, dass, wenn die Männchen auch ihre Winterschlafmuster nicht ändern, es möglicherweise zu einer Diskrepanz zwischen den verfügbaren „Verabredungsnächten“ für Männchen und Weibchen kommen kann. Erdhörnchen sind auch eine wichtige Nahrungsquelle für viele Raubtiere wie Füchse, Wölfe und Adler. Eine indirekte Folge einer längeren Aktivität an der Oberfläche ist eine höhere Exposition und das Risiko, gefressen zu werden.

Was mit der Bevölkerung passieren wird, ist eine große Unbekannte – es gibt keine klaren Gewinner oder Verlierer. Während der Winterschlaf weniger Energie erfordert, was zum Überleben im Winter beitragen könnte, hängt die Anzahl der Erdhörnchen auch davon ab, wie Raubtiere auf Klimaveränderungen reagieren. Williams kommt zu dem Schluss: „Unser Papier zeigt, wie wichtig Langzeitdatensätze für das Verständnis sind, wie Ökosysteme auf den Klimawandel reagieren.“ Chmura stimmte zu und fügte hinzu: „Es braucht ein großartiges Team, um einen Datensatz wie diesen 25 Jahre lang weiterzuführen, insbesondere in der Arktis.“

Weitere mitwirkende Autoren sind Brian Barnes von der University of Alaska Fairbanks und Loren Buck von der Northern Arizona University, die beide in den 1990er Jahren mit dieser Studie begannen, um herauszufinden, wie arktische Erdhörnchen so lange, kalte und dunkle Winter überleben und wie kalt ihre Winterschlafplätze sind war. Diese Fragen veranlassten sie, die ersten Bodentemperaturmonitore zu installieren, und als sich die Technologie verbesserte, konnten sie diese Temperaturen den ganzen Winter über messen.