Normalerweise baden nur diejenigen, die verrückt genug sind, um Eisbären zu stürzen, mitten im Winter zum Spaß in einem Teich. Aber während es für Menschen miserabel ist, scheint das kühle Wasser Enten überhaupt nicht zu stören. Wie kommt es, dass sie sich in einem eiskalten Teich aufhalten können und ihre dünnen, nackten Füße keinen irreparablen Schaden durch die Kälte erleiden?
Wir alle wissen, dass das Schwimmen in eiskalten Teichen im Winter nicht die beste Idee ist. Unterkühlung kann bei uns Menschen innerhalb von Sekunden einsetzen, und wir unternehmen große Anstrengungen, um den Kontakt mit eiskaltem Wasser als Überlebensfrage zu vermeiden.
Wie sich herausstellt, liegt der Trick darin, wie sie Blut durch ihre Füße zirkulieren lassen. Entenfüße sind nicht mit isolierenden Schichten aus Fett oder Federn ausgestattet, daher müssen sie in der Lage sein, den Wärmeverlust durch die Blutzirkulation über die Füße zu minimieren.
Warum frieren Enten nicht?
Das Gegenstrom-Austauschsystem ist eine einzigartige Anordnung von Blutgefäßen mit nebeneinander liegenden Venen und Arterien, die einen Stoffaustausch ermöglicht. In diesem Fall ermöglicht das System den Wärmeaustausch. Kurz gesagt, warmes Blut aus dem Körper, in den Arterien, das in die Füße der Ente fließt, wird verwendet, um das Blut zu erwärmen, das von den Füßen und zurück in den Körper, in den Venen, kommt.
Zwischen den hohen Wasserständen und diesem bitteren Kälteeinbruch gibt es dünne Eisplatten über den flacheren Bereichen. Die Stockenten und andere Enten sind völlig unbeeindruckt. Wie können die Enten solch frostigen Temperaturen standhalten? Sind Biber gefährlich für den Menschen?
Die verringerte Temperaturdifferenz führt zu einem verringerten Wärmeverlust. Daher verliert die Ente nicht ständig große Mengen an Körperwärme, während sie mit dem Hintern nach oben im Wasser nach Nahrung sucht. Die Zehen der Enten werden also tatsächlich kalt, mehrere Grad kälter als der Körper. Aber dank des Gegenstrom-Wechselsystems bleibt der Körper schön warm.
Die Physik sagt uns, dass je größer der Temperaturunterschied zwischen zwei Dingen wie Entenfüßen und kaltem Bachwasser ist, desto größer das Potenzial für Wärmeverluste ist. Das ist das Schöne am Gegenstrom-Wechselsystem. Wenn die Venen Wärme und Wärme aufnehmen, sinkt die Temperatur in den Arterien und die Bluttemperatur in den Füßen nähert sich der Außentemperatur an.
Warum werden die Enten nicht unterkühlt? Diese leuchtend orangefarbenen Beine sind mit einem erstaunlichen Gegenstrom-Austauschsystem ausgestattet. Dies hat zwei Vorteile. Erstens stellt es sicher, dass das Blut, das in den Körper zurückfließt, warm ist. Zweitens, und was noch wichtiger ist, bewahrt es die Körperwärme, indem es den Wärmeverlust minimiert.
Deshalb bekommen Enten keine kalten Füße
Das arterielle Blut erwärmt das venöse Blut und sinkt dabei in der Temperatur. Das bedeutet, dass das Blut, das durch die Füße fließt, relativ kühl ist. Dadurch werden die Füße mit gerade genug Blut versorgt, um das Gewebe mit Nahrung und Sauerstoff zu versorgen, und gerade warm genug, um Erfrierungen zu vermeiden.
Es dreht sich alles um Wärmeaustausch, und je kleiner der Temperaturunterschied zwischen zwei Objekten ist, desto langsamer wird Wärme ausgetauscht. Enten und viele andere Vögel haben ein Gegenstrom-Wärmeaustauschsystem zwischen den Arterien und Venen in ihren Beinen. Warmes arterielles Blut, das zu den Füßen fließt, fließt nahe an kaltem venösem Blut vorbei, das von den Füßen zurückfließt. Aber durch die Begrenzung des Temperaturunterschieds zwischen den Füßen und dem Eis wird der Wärmeverlust stark reduziert.
Warum frieren Entenfüße nicht?
Warum frieren Entenfüße nicht? Wie wir sind alle Vögel Homöotherme, auch Warmblüter genannt. Ihre Körpertemperatur bleibt unabhängig vom Wetter gleich. Wenn die Vögel in eisiger Kälte stehen, fließt das warme Blut aus dem Körper in die Beine des Tieres. Dieses wandert neben Adern, die das kalte Blut von den Füßen zurück zum warmen Körper bringen.
Wasservögel, einschließlich Pinguine und Flamingos, haben Gegenstrom-Wärmeaustauschsysteme in ihren Beinen. Zusätzlich zu kaltem Wasser sind Flamingos daran angepasst, in fast kochendem Wasser zu stehen oder es zu trinken. Sind Monarchfalter vom Aussterben bedroht? Dadurch können sie ihre Füße in eiskaltes Wasser tauchen oder stundenlang auf Eis stehen, ohne dass es zu Erfrierungen kommt.
Da die Arterien und Venen nahe beieinander liegen, kühlt das heiße Blut ab und das kalte Blut erwärmt sich. Da sich das kalte Blut aufheizt, senkt es die Körperkerntemperatur nicht so stark, wie es beispielsweise bei einem Huhn oder uns der Fall wäre. Das warme Blut ist kühler, wenn es die Fußenden erreicht, verglichen mit der Körpertemperatur.
Fazit
Das bedeutet nicht, dass es eine gute Idee für uns ist. Zum einen tut es verdammt weh fragen Sie mich, woher ich das weiß. Zum anderen verfügen Enten, wie bereits erwähnt, über eine hervorragende periphere Thermoregulation. Sie können dafür sorgen, dass das Blut zu ihren Füßen fließt, während ihre Füße eine ganz andere Temperatur haben als der Rest des Körpers.
Wenn Sie einen Körperteil in flüssiges Wasser eintauchen, ist dieser Körperteil absolut sicher vor dem Einfrieren. Bist du bereit, dich umhauen zu lassen? Erfrierungen treten auf, wenn Ihr Gewebe gefriert. Das haben wir auch, aber nicht annähernd so gut. Unterkühlung ist das Risiko für uns. Kalt Wasser ist sehr effektiv darin, Wärme aus unseren pelz- und federlosen Körpern schneller zu ziehen, als wir es schaffen können.
Enten haben also etwas anderes zu bieten: Verhalten. Sie tauchen ihre Füße nicht in kaltes Wasser und lassen sie dann in der Brise baumeln. Meistens sieht man sie im Winter entweder im Wasser oder hockend auf ihren Füßen und schützt sie so vor der eiskalten Luft. Natürlich verhindert die Fähigkeit, Blut auf dem Weg nach draußen zu kühlen und es dann auf dem Rückweg zu erwärmen, Erfrierungen nicht. Tatsächlich macht es es wahrscheinlicher.
Weiterführende Literatur
Vögel kriegen kalte Füße – warum Enten und Pinguine nicht festfrieren, unsere Zunge aber schon