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Spitzmausschädel schrumpfen und wachsen im Winter zugleich
Bei Langkrallen-Spitzmäusen verändert sich der Schädel im Winter nicht einfach nur in eine Richtung. Eine Analyse von 136 Museumsexemplaren zeigt, dass die Hirnkapsel flacher wird, während die Nasenregion wächst und sich im Frühjahr wieder verkleinert. Der gegenläufige Umbau erweitert das bisherige Bild des Dehnel-Phänomens.
Sapporo (Japan). Kleine Säugetiere verlieren bei Kälte besonders schnell Wärme und müssen zugleich ihren hohen Energiebedarf decken. Einige Spitzmäuse reagieren darauf mit dem Dehnel-Phänomen. Dabei werden Körper, Schädel und verschiedene Organe im Winter kleiner und wachsen im Frühjahr teilweise wieder.
Bislang stand vor allem diese saisonale Verkleinerung im Mittelpunkt. Die neue Untersuchung zeigt jedoch, dass der Schädel nicht als Ganzes gleichförmig schrumpft. Verschiedene Bereiche verändern sich im Jahresverlauf vielmehr in unterschiedliche Richtungen.
Forscher der Toyo University um Dr. Yugo Ikeda haben dafür 136 Schädel der Amur-Langkrallen-Spitzmaus (Sorex unguiculatus) untersucht. Die Tiere waren zwischen 1948 und 1988 in Tomakomai auf Hokkaido gesammelt worden, ein großer Teil davon in den Jahren 1977 bis 1979. Das Team berücksichtigte nur Exemplare mit bekanntem Sammeldatum und konnte so Monate vom ersten Sommer bis in den Herbst nach der Überwinterung vergleichen.
Die Wissenschaftler bestimmten Körpergewicht und trockenes Schädelgewicht sowie zehn Merkmale des Schädels und vier des Unterkiefers. Zusätzlich fotografierten sie Schädel und Kiefer aus mehreren Richtungen und verglichen ihre Form mit geometrischen Landmarken. Damit ließ sich nicht nur die Größe einzelner Maße, sondern auch der räumliche Umbau der verschiedenen Schädelbereiche erfassen.
„Durch die Kombination dieser Ansätze konnten wir nicht nur untersuchen, ob der Schädel größer oder kleiner wurde, sondern auch, wie sich verschiedene Teile des Schädels im Jahresverlauf im Verhältnis zueinander veränderten“, erklärt Dr. Satoshi D. Ohdachi von der Hokkaido University (HU).
Die Untersuchung verfolgt dabei nicht dieselben Tiere durch mehrere Jahreszeiten. Sie rekonstruiert das saisonale Muster aus historischen Museumsexemplaren verschiedener Individuen. Dadurch kann sie Formveränderungen über den Jahreslauf beschreiben, aber keinen einzelnen Schädel beim Schrumpfen und Nachwachsen beobachten.
Die Messungen bestätigen das klassische Dehnel-Muster für die Amur-Langkrallen-Spitzmaus. Im Winter nahm vor allem die Höhe der Hirnkapsel ab und stieg im Frühjahr wieder an. Länge und Breite der Hirnkapsel blieben dagegen wesentlich stabiler. Der winterliche Umbau entspricht daher eher einer Abflachung als einem gleichmäßigen Schrumpfen in alle Richtungen.
Die Formanalyse zeigte zugleich eine gegenläufige Veränderung an der Schnauze. Während sich der hintere Schädelbereich mit der Hirnkapsel verkleinerte, wurde die Nasenregion im Winter größer und ging im Frühjahr wieder zurück. Die Autoren bezeichnen dieses Muster als „umgekehrtes Dehnel-Phänomen“.
„Wir hatten erwartet, das klassische Dehnel-Muster zu finden, doch wir fanden etwas Unerwartetes. Während die Hirnkapsel im Winter schrumpft, wird das Rostrum, also der vordere Teil des Schädels mit der Nasenregion, tatsächlich größer und schrumpft im Frühjahr wieder. Verschiedene Teile des Schädels werden je nach Jahreszeit in unterschiedliche und manchmal entgegengesetzte Richtungen umgebaut“, erklärt Dr. Satoshi D. Ohdachi.