Bei keinem Tier wurden bisher so viele Unterbrechungen des Schlafs gemessen wie beim Zügelpinguin. Forscherinnen und Forscher des Neuroscience Research Centre of Lyon, des Korean Polar Research Institute und des Max-Planck-Instituts für biologische Intelligenz (Martinsried und Seewiesen) haben Zügelpinguine (Pygoscelis antarcticus, auch Kehlstreifpinguine genannt) beim Brüten in der Antarktis beobachtet. Die Vögel schlafen in dieser Zeit täglich sehr oft, aber nur extrem kurz.
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Tausende Mikroschlafphasen
Tausende Mikroschlafphasen, die nur wenige Sekunden dauern, summieren sich so insgesamt auf etliche Stunden Schlaf. Dieses Schlafverhalten ist ungewöhnlich, aber den Pinguinen gelingt es, ihren Nachwuchs erfolgreich aufzuziehen. Das zeigt, dass anscheinend auch dieser Mikroschlaf die Erholungsfunktionen des Schlafs erfüllt. Das besondere Schlafmuster ist wahrscheinlich eine Anpassung an eine Umgebung, die längeren Schlaf nicht zulässt: Raubtiere drohen den Pinguinen die Eier zu rauben und die anderen Pinguine in der Kolonie machen Lärm und sind aggressiv.
Braune Skuas rauben die Eier von Pinguinen und anderen Vögeln in der Antarktis.
Für ihre Studie, die in der Fachzeitschrift "Science" erschienen ist, zeichneten die Forscher das Verhalten und die Gehirnaktivität von wild lebenden Zügelpinguinen auf, die auf King George Island in der Antarktis brüten. Dazu benutzten sie speziell angefertigte Datenlogger, die die Gehirnaktivität registrierten.
Diese Aktivitäten wurden elf Tage lang bei den Vögeln an Land und auf See aufgezeichnet, wo die Pinguine bis zu 200 Meter tief tauchten. Die Forscher verglichen dann das Schlafverhalten der Pinguine, die am Rande der Kolonie nisteten und dabei von Braunen Skuas, einer Art von Raubmöwen, bedroht waren, mit dem derjenigen, die im Getöse des Zentrums der Kolonie brüteten.
Pinguine können nur mit einer Hälfte des Gehirns schlafen
Bei Vögeln ist der "slow wave sleep" (langsamwelliger Schlaf, "Tiefschlaf") die vorherrschende Art des Schlafs. Diesen konnten die Forscher bei den Pinguinen in beiden Hälften des Gehirns gleichzeitig (bihemisphärischer slow wave sleep) beobachten oder in jeweils einer Hirnhälfte (unihemisphärischer slow wave sleep). Die Episoden dieses Slow-Wave-Schlafs dauerten in der Regel weniger als vier Sekunden, unabhängig davon, ob eine oder beide Gehirnhälften gerade schliefen. Der zerstückelte Schlaf ließ sich auch daran beobachten, dass die Pinguine oft ein Auge oder beide Augen schlossen und wieder öffneten. Trotz der kurzen Schlafepisoden kam aber jede Gehirnhälfte auf insgesamt 11,5 bis 12 Stunden Slow-Wave-Schlaf pro Tag. Dieser war gleichmäßig über die 24 Stunden verteilt, mit über 600 Episoden pro Stunde.
Der Forschungsgruppenleiter am MPI für biologische Intelligenz, Niels Rattenborg, hatte bereits an Enten beobachtet: Tiere am Rand einer Gruppe schlafen weniger und dabei öfter nur mit einer Hirnhälfte. Das erwarteten die Forscher auch bei den Pinguinen. Bei diesen schliefen jedoch die Vögel am Rand der Kolonie zehn Prozent mehr und 40 Prozent länger und hatten nicht mehr Schlaf mit einer Hirnhälfte als die Vögel in der Mitte der Kolonie. Das deutet darauf hin: Störungen und Aggressionen durch andere Pinguine innerhalb der Kolonie beeinflussen den Schlaf der Pinguine stärker als die Bedrohung durch Raubtiere.
Pinguine schlafen schwimmend auf dem Meer
Die Forscher wiesen in der Studie außerdem nach: Pinguine können auch auf dem Meer schwimmend schlafen. Allerdings schliefen sie dort insgesamt deutlich kürzer als an Land und fast ausschließlich mit beiden Hirnhälften.
Zügelpinguine sind also offensichtlich in der Lage, sich auch unter schwierigen Umweltbedingungen erfolgreich fortzupflanzen, obwohl sie nur mit Sekunden-kurzen Mikroschlafphasen ihren Schlafbedarf erfüllen. Die anhaltende Schlaf-Fragmentierung, die Pinguine unter allen Bedingungen an Land zeigen, ist wahrscheinlich eine Anpassung daran, dass sie Raubtiere und Artgenossen in ihrer Umgebung überwachen müssen. Daraus lässt sich schließen: Auch tausende von Mikroschlafphasen pro Tag können die Funktionen des Schlafs erfüllen – zumindest bei Zügelpinguinen.
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