Rentier-Fürze: Arktische Wiederkäuer, Flechten und Methan
Rentiere sind weit mehr als das Gespann des Weihnachtsmanns. Als an die raue Arktis angepasste Wiederkäuer sind sie lebende Gärtanks, deren Verdauungsgase eine überraschende Rolle im Kohlenstoffkreislauf des hohen Nordens spielen.
Eine vierkammerige Gasfabrik
Rentiere sind wie Rinder und Schafe Wiederkäuer mit einem Magen aus vier Abteilungen: Pansen, Netzmagen, Blättermagen und Labmagen. Der Pansen ist eine riesige Gärkammer, in der Milliarden von Bakterien, Protozoen und Pilzen die zähen Pflanzenfasern zersetzen, die das Tier selbst nicht verdauen kann. Diese mikrobielle Gemeinschaft setzt Fettsäuren frei, die das Rentier als Energie aufnimmt, erzeugt dabei aber auch große Gasmengen — vor allem Kohlendioxid und Methan. Spezialisierte Mikroben, die methanogenen Archaeen, verbinden übrig gebliebenen Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan. Ein Rentier würgt teilweise vergorenes Futter hoch, kaut es erneut als Wiederkäu und schluckt es wieder hinunter, sodass das ganze System in Gang bleibt. Das Ergebnis ist ein steter Strom von Verdauungsgas, der abgeführt werden muss, was das bescheidene Rentier zu einem echten, wenn auch kleinen Methanerzeuger der Tundra macht.
Flechten: Der Winterbrennstoff, der das Gas prägt
Was Rentiere von den meisten Nutztieren unterscheidet, ist ihre Winterkost. Wenn Schnee Gräser und Sträucher bedeckt, graben sich Rentiere hindurch, um an Flechten zu gelangen, besonders an das blasse, verzweigte Rentiermoos (Arten der Gattung Cladonia). Flechten sind ein ungewöhnliches Futter: reich an leicht vergärbaren Kohlenhydraten, aber sehr arm an Eiweiß, und Rentiere besitzen Darmmikroben und Enzyme wie die Lichenase, mit denen sie es dort nutzen können, wo andere Weidetiere verhungern würden. Diese besondere Ernährung verändert die Gärung im Pansen und beeinflusst, wie viel Methan im Vergleich zum Sommer entsteht, wenn die Tiere auf eiweißreiche Gräser, Seggen, Pilze und Blätter umstellen. Saisonale Verschiebungen im Mikrobiom bedeuten daher, dass der Gasausstoß nicht gleichbleibt, sondern über das arktische Jahr steigt und fällt, je nachdem was die gefrorene Landschaft gerade hergibt.
Rentier-Methan und das arktische Klima
Methan ist ein starkes Treibhausgas, das kurzfristig je Molekül weit mehr Wärme speichert als Kohlendioxid, weshalb Forscher, die die arktische Erwärmung untersuchen, jede Quelle beachten. Ein einzelnes Rentier stößt weit weniger Methan aus als eine Milchkuh, weil es kleiner ist und weniger frisst, doch es gibt Millionen wilder und halbdomestizierter Rentiere und Karibus rund um die Nordhalbkugel. Forscher in Norwegen, Schweden und Finnland haben den Methanausstoß von Rentieren gemessen, um diese Tiere in regionale Treibhausgasbilanzen einzurechnen. Die Zahlen sind wichtig, weil sich die Arktis um ein Mehrfaches schneller erwärmt als der globale Durchschnitt, und das Verständnis jedes Beitrags — vom tauenden Permafrost bis zu den weidenden Herden — hilft, die Zukunft der Region zu modellieren. Rentieremissionen sind gering gegenüber industriellen Quellen, aber ein realer Faden im Kohlenstoffgeflecht der Tundra.
Rülpser, Fürze und ein hartnäckiger Mythos
Es liegt nahe, die Blähungen der Rentiere für ihren Treibhausbeitrag verantwortlich zu machen, doch die Wahrheit ist weniger unhöflich. Bei Wiederkäuern verlässt die überwältigende Mehrheit des Methans — häufig auf über neunzig Prozent geschätzt — den Körper über das Maul als Rülpser, die sogenannte Eruktation, und nicht am anderen Ende. Das im Pansen gebildete Gas steigt auf und wird freigesetzt, während das Tier wiederkäut, sodass der Klimafußabdruck eines Rentiers überwiegend aufgestoßen und nicht gepupst wird. Echte Blähungen treten weiter hinten im Darm zwar auf, sind aber der kleinere Weg. Rentiere werden seit Jahrtausenden von arktischen Völkern wie den Samen gehütet, die diese Tiere genau kennen, und die moderne Wissenschaft hat dieser alten Beziehung nur Details hinzugefügt und den geschäftigen, gasenden Mikrobenmotor in jedem Rentier enthüllt.
Schon gewusst?
- Bei Wiederkäuern wie dem Rentier wird über neunzig Prozent des Methans durch Rülpsen freigesetzt, nicht durch Pupsen.
- Rentiere überleben den Winter mit Flechten — einer so eiweißarmen Nahrung, dass die meisten Weidetiere daran verhungern würden.
- Methanogene, die Mikroben, die im Rentierdarm Methan bilden, sind Archaeen — eine eigene Domäne des Lebens, verschieden von gewöhnlichen Bakterien.
- Der Methanausstoß eines Rentiers wechselt mit den Jahreszeiten, während seine Darmmikroben zwischen Winterflechten und Sommergrün umstellen.
Fun Fact
Das Rentiermoos, das ein Rentier durch den arktischen Winter bringt, ist gar kein Moos, sondern eine Flechte — eine Partnerschaft aus einem Pilz und einer Alge — und die Mikroben, die es vergären, verwandeln diese seltsame Nahrung letztlich in Gas.
Quellen
- Storeheier et al., Nutritive value of terricolous lichens for reindeer in winter, The Lichenologist, 2002
- Hansen et al., Methane emissions from reindeer and their role in Arctic greenhouse-gas budgets, Rangifer / Polar Research, 2010
- Aagnes, Sørmo & Mathiesen, Ruminal microbial digestion in free-living reindeer, Applied and Environmental Microbiology, 1995