Gators in Ohnmacht fallen? Tonische Immobilität im Alligator

Die tonische Unbeweglichkeit im Alligator scheint der Ohnmacht des Menschen ähnlich zu sein.

Alligator in einer defensiven Haltung.

Quelle: Ianaré Sévi, Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Wenn Sie einen Alligator auf den Rücken rollen und dort festhalten, zeigt er ein merkwürdiges Verhalten. Nach 15 oder 20 Sekunden wird der Alligator schlaff und reagiert nicht mehr. Es nennt sich tonische Unbeweglichkeit und für ein Phänomen, das im Tierreich so weit verbreitet ist, wissen wir überraschend wenig darüber.

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“Sie können eine erstaunliche Vielfalt von Organismen – Wirbellose und Wirbeltiere – nehmen und diesen fast tranceähnlichen Zustand durch Umrollen herbeiführen”, sagt Bruce Young, Professor für Anatomie am Kirksville College of Osteopathic Medicine, AT Still University und Mitautor eines neuen Artikels zur tonischen Immobilität im Alligator.

Young sagt, dass es zwei große konkurrierende Theorien gibt, um die Tonic Immobilität zu erklären. Einer ist, dass das Tier Angst hat, und der andere ist, dass es durch einen Innenohrreflex ausgelöst wird. Keine der beiden Theorien kann jedoch alle Phänomene erklären, die mit der tonischen Immobilität in jedem Tier verbunden sind, das sie aufweist.

Der einzigartige Hintergrund von Young veranlasste ihn, Tonic Immobilität bei Alligatoren aus einer anderen Perspektive zu betrachten. Er unterrichtet Anatomie an einer medizinischen Fakultät, hat jedoch den größten Teil seiner Karriere an Reptilien, einschließlich Alligatoren, gearbeitet. Er wusste, was alle Alligator-Wrestler wissen: Das Drehen der Tiere auf dem Bauch wird dazu führen, dass die Tiere nicht mehr reagieren. Er besaß aber auch Kenntnisse über das fremde Kreislaufsystem des Alligators.

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Im Gegensatz zu Menschen haben Alligatoren zwei Aorten aus ihrem Herzen – eine linke Aorta und eine rechte Aorta – mit einer Öffnung zwischen ihnen. Young glaubte, dass ein Umdrehen eines Alligators dazu führen könnte, dass die Schwerkraft den Blutfluss zwischen den Aorten beeinflusst. Dies könnte von Bedeutung sein, da bei Alligatoren die Hauptblutversorgung des Kopfes, das Karotisgefäß, nur aus der rechten Aorta stammt. Wenn Sie also einen Alligator auf den Kopf stellen, kann weniger Blut in sein Gehirn gelangen.

Eine unzureichende Blutversorgung des Gehirns kann beim Menschen zu Synkope oder Ohnmacht führen. Könnte die tonische Immobilität im Alligator auf denselben Mechanismus zurückzuführen sein?

Wrestling Alligators für die Wissenschaft

Das Erste, was Young und seine Kollegen taten, war, einige Alligatoren zu holen und sie in die Tonic Immobilität zu bringen. Dies war keine triviale Aufgabe. Die Methoden des Papiers sind zu niedrig: “Diese Prozesse beinhalteten viel Krümmung der Alligatoren.”

Da alle seine Kollegen Kliniker waren, die über keinerlei Erfahrung mit dem Alligator Wrestling verfügten, befand sich Young in einzigartiger Weise dafür, derjenige zu sein, der sich mit den 4,5 bis 6 Fuß großen Bestien auseinandersetzte.

“Sie halten sie für kurze Zeit auf dem Rücken und dann fühlen Sie einfach, dass sie schlaff werden”, sagt Young. “Und dann, vielleicht 20 Sekunden später, fangen ihre Beine an zu zucken, sie drehen sich herum und sind bereit für einen Kampf.”

Quelle: Gareth Rasberry, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY-SA 3.0-Lizenz.

Die Dauer der tonischen Immobilität bei Alligatoren ist auf der kurzen Seite. Einige Tiere, wie grüne Leguane, können bis zu einer Stunde lang nicht reagieren. Young sagt, eine volle Minute Immobilität wäre für einen Alligator viel.

Nachdem sie dokumentiert hatten, dass Alligatoren tatsächlich in die Tonic Immobilität gehen, untersuchten die Forscher, warum. Young würde einen Alligator an einer langen Planke befestigen, die über Sawhorses gelegt wurde. Mit Hilfe eines Kollegen konnte er die Planke schnell umdrehen und Tonic Immobilität auslösen. Gleichzeitig beobachteten die Forscher mittels MRI- und Doppler-Sonographie, was im Kreislaufsystem vor sich ging.

Blut zum Gehirn

Young und seine Kollegen fanden heraus, dass, wenn man einen Alligator überrollt, Organe, einschließlich der Herzverschiebung im Körper, eine Rolle spielen. Die Doppler-Sonographie zeigte weitere Details zum Blutfluss während der Inversion auf, was zeigt, dass das Muster des Blutflusses durch das Herz und zwischen den beiden Aorten signifikant unterschiedlich ist, wenn das Tier umgedreht wird. Und als die Forscher den Blutfluss durch das Karotisgefäß quantifizierten, stellten sie fest, dass ein umgedrehter Alligator eine fast 30% ige Verringerung der Fließgeschwindigkeit durch die Karotis erfährt.

„Wenn die Alligatoren auf den Rücken gerollt werden, entsteht dieser abnormale physiologische Zustand, der den Blutfluss zum Gehirn verringert“, sagt Young. „Wir glauben, dass das Tier in der Folge in die Synkope gerät, die sich im Alligator als tonische Immobilität manifestiert.

“Das ist eine originelle Art, etwas zu sagen, das Alligator-Ringer seit langem wissen: Wenn Sie das Tier in diese Haltung bringen und es beibehalten, wird es in diesen Zustand geraten und Ihnen viel mehr Freiheit geben, um etwas rücksichtsloses zu tun.”

Quelle: H. Zell, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY-SA 3.0-Lizenz.

Wenn man Tonika-Immobilität einem Blutflussproblem zuordnet, bedeutet dies, dass Tonika-Immobilität, zumindest im Alligator, in gewisser Weise Merkmale der Reflex-Synkope beim Menschen aufweist. Dies geschieht, wenn Sie lange sitzen und zu schnell aufstehen, was zu Benommenheit oder Ohnmacht führt. Young sagt, dass es bei Alligatoren dasselbe ist.

“Es gibt eine kurze Phase der vaskulären Insuffizienz, die durch den Einfluss der Schwerkraft auf den Blutfluss verursacht wird. Dies verringert den Blutfluss zum Gehirn und führt zu Ohnmacht”, sagt er. “Manche Menschen manifestieren eine ziemlich dramatische Ohnmacht, die ein bisschen wie tonische Unbeweglichkeit aussieht, mit einer wirklich schlaffen Lähmung, ohne Reaktion und anschließendem Aufwachen.”

Tonic Immobilität: Ein Spektrum von Verhaltensweisen?

Junge stellt fest, dass er, um tonische Unbeweglichkeit bei Alligatoren zu erzeugen, sie in eine unnatürliche Position bringen musste; Obwohl Alligatoren während eines Todesrollenmanövers auf den Kopf gestellt werden, ist das Timing viel schneller (sie bleiben 30 Sekunden lang nicht auf dem Rücken).

“Alligatoren sind die einzigen räuberischen terrestrischen Wirbeltiere, die tonische Immobilität zeigen, und wir verstehen nicht wirklich, wie das mit der Natur zusammenhängt”, sagt Young. “Es könnte einfach eine Folge ihrer ungewöhnlichen Kreislaufsysteme sein.”

Quelle: Gail Hampshire, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY 2.0-Lizenz.

Dies bedeutet auch, dass diese Erklärung wahrscheinlich nicht der Mechanismus für die tonische Immobilität bei anderen Tieren ist. Für die meisten Organismen, bei denen die tonische Immobilität beschrieben wurde, ist die physiologische Grundlage unbekannt. Es kann sein, dass das Label „Tonic Immobilität“ auf eine Reihe unterschiedlicher Verhaltensweisen angewendet wurde, für die wir die Ursache meist nicht kennen.

Für Young hat diese Forschungslinie gezeigt, dass sowohl Neuheiten als auch Zusammenhänge an überraschenden Orten zu finden sind.

„Wir haben im Alligator ein Verhalten gefunden, das Verbindungen zu den Erkrankungen des Menschen aufweist, und wir haben auch Wege gefunden, dieses Verhalten mit dem ungewöhnlichen kardiovaskulären System des Alligators zu verbinden“, sagt Young. “Außerdem haben wir ein Phänomen beschrieben und demonstriert, das Alligator-Ringer seit Generationen kennen und eine wissenschaftliche Grundlage für eine langjährige Attraktion am Straßenrand bilden.”

Verweise

Young, BA, Adams, J., Segal, S. und Kondrashova, T. (2018). Hämodynamik der tonischen Immobilität im amerikanischen Alligator (Alligator mississippiensis) durch Doppler-Sonographie identifiziert. Journal of Comparative Physiology A 204 (11): 953-964. Doi: 10.1007 / s00359-018-1293-x.