Die faszinierendsten Entdeckungen aus der Haiforschung

Von laufenden Haien über große Haiwanderungen bis zu hochmodernen Biotech-Materialien stecken die uralten Meerestiere voller Überraschungen.

Thursday, July 30, 2020,
Von JoAnna Klein
Walhaie wie dieses Tier, das vor Halbinsel Yucatán Plankton frisst, können den Wasserdurchfluss manipulieren, um ihre ...

Walhaie wie dieses Tier, das vor Halbinsel Yucatán Plankton frisst, können den Wasserdurchfluss manipulieren, um ihre bevorzugte Nahrung zu fangen.

Bild Brian J. Skerry, Nat Geo Image Collection

Epaulettenhaie können laufen. Laternenhaie leuchten im Dunkeln. Walhaie können bis zu 300 Nachkommen auf einmal austragen – in verschiedenen fetalen Entwicklungsstadien und von verschiedenen Vätern. Zebrahaie erleben eine „jungfräuliche Geburt“.

Und das ist nur eine Auswahl der faszinierendsten Hai-Entdeckungen des Jahrzehnts. Etwa 500 bekannte Arten dieser Knorpelfische durchstreifen die Gewässer unseres Planeten, von winzigen Arten bis zu Riesen von der Größe eines Schulbusses. Über die meisten von ihnen wissen Forscher bis heute nur wenig. Im Jahr 2000 entdeckten Wissenschaftler, dass die Haibestände auf der ganzen Welt einbrachen. Seither hat die Forschung über Haie in vielen Bereichen zugenommen, von der Paläontologie über die Neurowissenschaft bis hin zur Biomechanik.

Wissen kompakt: Haie
Wie kein anderes Tier der Ozeane wecken Haie in uns Angst und Faszination. Wie lang war der größte Hai, der je gelebt hat? Wie funktioniert ein Haigebiss? Und welcher Überlebenskampf tobt bereits im Mutterleib von Sandtigerhaien? Erfahrt mehr über die eindrucksvollen Geschöpfe der Tiefe.

Ein knappes Vierteljahrhundert später ist eines klar: Haie sind nicht die stupiden Killer, als die sie in der Popkultur oft dargestellt werden. Zunächst einmal haben diese Fische große Gehirne, die in ihrer relativen Größe von Art zu Art variieren.

Unser Gehirn ist wie das eines Hais“, sagt Kara Yopak, eine vergleichende Neuroanatomin an der University of North Carolina Wilmington. Tatsächlich bildeten Haie als einige der urtümlichsten Tiere der Erde als erste das aus, was sie als „den Bauplan des Wirbeltiergehirns“ bezeichnet: bekannte Strukturen wie Riechkolben, das Kleinhirn und Teile des Vorder- und Mittelhirns.

„Der größte Irrglaube ist, dass Haie diese vorprogrammierten, kleingeistigen Fressmaschinen sind“, sagt Yopak. „Ich habe gelernt, dass das nicht stimmt.”

Während die wissenschaftlichen Erkenntnisse über Haie zunehmen, wächst auch die Dringlichkeit, ihren Artenreichtum zu schützen. Zwei Drittel aller bekannten Haiarten sind durch Überfischung, Klimawandel, Lebensraumverlust und illegale Jagd bedroht. Eine Studie deutet eine prinzipiell einfache Lösung an: Wenn die Welt ihre Meeresschutzgebiete um nur 3 Prozent erweitern würde, könnten 99 der am stärksten gefährdeten Haie gerettet werden. Viele davon sind Spitzenprädatoren, die dazu beitragen, ihre Ökosysteme im Gleichgewicht zu halten.

Im Folgenden haben wir weitere Erkenntnisse zusammengetragen, die unser Wissen über Haie auf den Kopf gestellt haben.

Haie legen gewaltige Entfernungen zurück

Forscher wie Barbara Block, eine Meeresbiologin an der Stanford University, haben GPS-Sender an Haien angebracht, um ihre Bewegungen zu verfolgen – und haben dadurch ihr geheimes Leben enthüllt.

Früher glaubten Wissenschaftler, dass sich der Weiße Hai nur in der Nähe von Kaliforniens Küsten aufhält und dort Seelöwen und Robben jagt. Doch mit der Weiterentwicklung der Ortungstechnologie war es Wissenschaftlern möglich, die Haie über längere Zeiträume zu verfolgen. So erfuhren Block und Kollegen, dass die Raubtiere jeden Winter Tausende von Kilometer weit zu einem warmen Wasserbereich im offenen Pazifik reisten, wo sie unerklärliche nächtliche Tauchgänge machten.

Ein Weißer Hai schwimmt vor den Neptune Islands im Süden Australiens. Wissenschaftler dachten einst, dass die Raubtiere vor allem in der Nähe ihrer Heimat jagen.

Bild Brian J. Skerry, Nat Geo Image Collection

Aus Satellitendaten war der Eindruck entstanden, dass diese Pazifikregion – seither als „Haicafé“ bekannt – keine nennenswerte Nahrung mehr enthielt. Aber das erwies sich als falsch: Die Wissenschaftler fanden ein Gebiet, das reich an Garnelen, Würmern, Großaugen-Thun, Tintenfischen und verschiedenen Tiefseebewohnern war. Da nun bekannt ist, wie wichtig dieser Lebensraum für den Weißen Hai ist, arbeiten Naturschützer daran, ihn als UNESCO-Weltnaturerbe zu etablieren.

An der Ostküste der USA ist in den letzten Jahren ein weiblicher Weißer Hai namens Mary Lee zu einer kleinen Berühmtheit geworden. Sie schwimmt zwischen den Bermudas, Florida und der Jersey-Küste hin und her und überrascht Wissenschaftler mit ihren häufigen Ausflügen. Mary Lee ist seit 2017 nicht mehr aufgetaucht – hat aber aktive Accounts auf Facebook und Twitter.

Andere Haiarten sind weniger sprunghaft und unternehmen eher gewaltige Wanderungen. Im Jahr 2014 durchquerte ein Weißer Hai namens Lydia als erster bekannter Vertreter seiner Art den Atlantik. Und 2017 brach ein Walhai namens Anne einen Rekord, indem er in etwas mehr als zwei Jahren rund 20.000 Kilometer weit durch den Pazifik reiste.

Zahnartige Schuppen machen Haie zu guten Schwimmern

Alle Haie sind mit Hunderttausenden von winzigen Placoidschuppen überzogen, die sich auf mysteriöse Weise regenerieren, wenn sie verloren gehen.

„Jede davon ist wie einer unserer Zähne: Sie hat eine Zahnhöhle, Dentin und äußeren Schmelz“, sagt George Lauder, ein Fischbiologe und Robotiker an der Harvard University. „Die Zähne in unserem Mund sind aus uralten Schuppen hervorgegangen, die vor wahrscheinlich 400 Millionen Jahren Tiere wie Haie bedeckten.“

Jüngste Fortschritte in der Bildgebungstechnologie, im 3D-Druck und in der Robotik haben gezeigt, wie solche Placoidschuppen den Haien beim Schwimmen helfen. In Laborexperimenten fand Lauder heraus, dass wie Haifischhaut designtes Material schneller durchs Wasser gleitet und weniger Energie verbraucht als glattes Material.

Das Geheimnis? Die Placoidschuppen verringern den Reibungswiderstandund erhöhen gleichzeitig Auftrieb und Schub. Auch die Größe spielt eine Rolle: Kleinere Schuppen erhöhen die Geschwindigkeit und größere verringern sie. Bei einzelnen Haien können die Muster und Größen der Schuppen variieren.

Filtrierer haben komplexe Futterstrategien

Wissenschaftler gingen früher davon aus, dass alle Fische, die sich über Filtrierung ernähren, ihr Maul wie ein Sieb benutzen: Alles, was zu groß ist, um durch die Kiemenöffnungen zu passen, bleibt stecken – der Rest wird mit dem Wasser herausgespült. Aber die Anatomin Erin Paig-Tran von der California State University in Fullerton fragte sich, wie das funktionieren konnte. Sie hatte in der Nähe von Cancún in Mexiko Mantarochen und Walhaie beim Fressen beobachtet. Beide Arten sind Filtrierer und fressen zur selben Zeit am selben Ort – aber völlig unterschiedliche Dinge.

Sie teste daraufhin 3D-Modelle der natürlichen Filter von Haien und Mantarochen im Labor und entdeckte dabei, wie genau der Prozess funktioniert. Die Fische passen ihre Geschwindigkeit und die Breite ihrer Mäuler und Kiemenöffnungen an, um ihre bevorzugte Beute zu fangen. Im Allgemeinen gilt: Je schneller das Wasser durch sie hindurchströmt, desto kleinere Nahrungspartikel nehmen sie auf.

Galerie: Imagewandel für Haie: Liebeserklärung eines Fotografen

Die filtrierenden Arten haben unterschiedliche Strategien. Walhaie halten entweder an und saugen ihre Nahrung ein, tauchen auf und verschlucken ihr oberflächennahes Futter dabei oder schwimmen mit offenem Maul. Riesenmaulhaie saugen riese Schlucke Wasser ein, das durch ihre mit Placoidschuppen bedeckten Filter strömt. Riesenhaie schwimmen mit offenem Maul.

Mindestens eine Haiart frisst auch Pflanzen

2007 fanden Wissenschaftler, die die Nahrung von Schaufelnasen-Hammer untersuchten, bis zu 60 Prozent Seegras in deren Mägen.

„Alle dachten eigentlich – ich eingeschlossen –, dass Haie Fleischfresser sind“, sagt Samantha Leigh, eine Haiforscherin in Paig-Trans Labor. Womöglich haben sie das Seegras versehentlich gefressen – aber konnten ihre Körper mit dem ganzen Grünzeug auch etwas anfangen?

Biofluoreszenz: Leuchtende Haie
Der National Geographic-Stipendiat David Gruber nutzte lichtempfindliche Kameras und Farbfilter, um die Welt so zu sehen wie ein Hai.

Ungefähr ein Jahrzehnt später fütterte Leigh, damals Doktorandin an der University of California Irvine, in Gefangenschaft lebenden Schaufelnasen-Hammerhaien ganz besonderes Seegras. Es enthielt Isotopen-Tracer, also spezielle Moleküle, mit denen sie sehen konnte, wo die Nährstoffe aus dem Seegras durch den Körper der Tiere wanderten. Sie stellte fest, dass die Fische etwa die Hälfte der organischen Substanz des Seegrases verwerteten und die Nährstoffe aus den Pflanzen nutzten.

„Das ähnelt sehr stark dem, was einige junge Meeresschildkröten fressen“, sagt sie. Damit war der erste Hai gefunden, der sich nachweislich wie ein Allesfresser ernährte. Wie die Tiere das machen, bleibt rätselhaft. Leigh vermutet, dass die Haie in ihrem Darm womöglich Mikroben haben, die ihnen bei der Verdauung helfen – genau wie Menschen.

Haie inspirieren neue Biotech-Materialien

Die Erforschung von Placoidschuppen hat es beispielsweise dem Harvard-Forscher Lauder ermöglicht, aerodynamische Unterwasserfahrzeuge mit speziellen Oberflächen zu designen, die sich effizienter durch das Wasser bewegen.

Im Jahr 2012 testete Lauder ein vom Haifischhaut inspiriertes Material für Schwimmanzüge, das angeblich den Wasserwiderstand reduzieren soll. 80 Prozent der siegreichen Schwimmer bei den Olympischen Spielen in Sydney trugen das Material. Die Speedo LZR-Anzüge, die mittlerweile als unfairer Vorteil verboten sind, steigerten die Leistung der Schwimmer um etwa 7 Prozent, sagt er. Schwimmanzugfirmen wie Speedo arbeiten nun daran, neue Anzüge als Ersatz für die LZR zu entwerfen, die nicht als „Technologie-Doping“ gelten.

Lauders Untersuchungen ergaben allerdings, dass die Anzüge den Wasserwiderstand für menschliche Schwimmer tatsächlich nicht verringern. „Die Oberfläche dieser Anzüge ist in Wirklichkeit überhaupt nicht wie echte Haifischhaut“, bemerkt Lauder. Der eigentliche Schlüsselfaktor war, dass die straffen Ganzkörperanzüge alle Unebenheiten auf der menschlichen Haut glätten.

Paig-Tran von der California State University glaubt, dass Haie, die sich durch Filtrierung ernähren, als Inspiration für großvolumige, energieeffiziente, selbstreinigende Industriefilter dienen können. Solche Filter könnten beispielsweise zur Abwasserbehandlung oder sogar zur Entfernung von Mikroplastik aus Gewässern eingesetzt werden.

„In den letzten zehn Jahren hat sich viel getan“, sagt Paig-Tran. „Je mehr wir über Haie lernen, desto faszinierender werden sie.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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