Jeder weiss, was Schlaf ist, aber ihn zu definieren, ist schwer. In der Regel sprechen Expertinnen und Experten von drei Grundmerkmalen von Schlaf: Reaktionsverzögerung, Aufweckbarkeit und Aufholschlaf. Wer schläft, der reagiert vermindert auf Reize (Reaktionsverzögerung), lässt sich aber schnell aufwecken (im Gegensatz zum Koma oder zum Winterschlaf) und holt bei Gelegenheit zuvor verpassten Schlaf auf.

Wäre das Leben aber nicht viel effizienter, wenn wir nicht rund einen Drittel des Tages regungslos im Bett verbringen würden? Auch Tiere könnten die Zeit nutzen, um nach Nahrung zu suchen, einen Partner zu finden, sich um ihre Jungtiere zu kümmern und sich vor Feinden in Acht zu nehmen. Warum also müssen Tiere, darunter auch wir Menschen, schlafen?

Wozu schlafen?

Diese Frage beschäftigt die Wissenschaft seit Jahrhunderten. Wer schläft, erholt sich von den Strapazen des Tages und gewinnt neue Energie. Doch um Energie zu sparen, würde es reichen, einfach nur regungslos zu ruhen, ohne die Wahrnehmung teilweise auszuschalten. Ein Tier, das nur ruht statt schläft, hätte schliesslich eine grössere Chance, potenziellen Gefahren wie Raubtieren zu entfliehen. Tatsächlich verbrauchen auch Menschen im Ruhezustand noch einen Drittel mehr Energie, als wenn sie schlafen. Manche Tiere brauchen zudem nach dem Aufwachen aus dem Winterschlaf erneut einen Erholungsschlaf, womöglich aufgrund des Mangels an richtigem Schlaf. Obwohl sie während des Winterschlafs eindeutig ruhten, scheinen sie also noch etwas anderes zu brauchen. Und das kann ihnen nur der Schlaf geben.

Schon länger weiss man, dass im Schlaf Ereignisse aus der Wachphase verarbeitet und Erinnerungen gefestigt werden. Die Tiefschlafphase dient dabei der Festigung von Erlebtem, während in der REM-Phase automatisierte Handlungsabläufe wie Gehen, Fliegen und Schwimmen, die zwar erst gelernt werden müssen, aber danach automatisiert ablaufen, gespeichert werden. So ist es nicht erstaunlich, dass der REM-Schlaf einen Grossteil des ohnehin schon ausgeprägten Schlafs von Babys ausmacht.

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Vor gut zehn Jahren gelangte die Hirnforschung zu einer bahnbrechenden Erkenntnis: Im Schlaf werden Abfallstoffe aus dem Gehirn und Rückenmark ausgeschwemmt. Das dafür zuständige sogenannte glymphatische System ist im wachen Zustand 95 Prozent weniger aktiv als im Schlaf. Während der Rest des Körpers also tief schlummert, passieren anderorts wichtige Prozesse. So wirkt sich Schlafentzug negativ auf die Wundheilung und auf die Aktivität des Immunsystems und den Stoffwechsel allgemein aus. Genug Schlaf ist also essenziell. Aber wie viel Schlaf brauchen Tiere?

Die Vielschläfer

Rekordhalter unter den Schläfern ist der Koala. Bis zu 22 Stunden pro Tag verbringt er schlummernd irgendwo auf einem Ast. Bei anhaltendem Stress mit Schlafphasen unter 18 Stunden über längere Zeit sterben die Tiere an Erschöpfung. Grund für die Vielschläferei ist die einseitige Ernährung mit Eukalyptusblättern. Diese sind reich an harten Pflanzenfasern und brauchen viel Zeit, um verdaut zu werden. Koalas besitzen einen zwei Meter langen Blinddarm mit Bakterien, die die Zellwände der Eukalyptusblätter aufspalten. Die wenigen Nährstoffe liefern ebenso wenig Energie, und enthaltene Giftstoffe müssen vom Körper abgebaut werden. Alles Gründe dafür, den Grossteil des Tages ruhig anzugehen. Koalas klemmen sich dafür gerne zwischen Astgabeln, um nicht herunterzufallen. Das besonders dichte Fell am Hinterteil dient dabei als weiche Unterlage.

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Faultiere schlafen mit bis zu 20 Stunden pro Tag ebenfalls aussergewöhnlich lange. Auch hier liegt die Ursache in der Verdauung, denn Faultiere ernähren sich ähnlich wie Koalas von nicht sonderlich nährstoffreichen, dafür umso härteren Blättern. Um nebst der Verdauung nicht noch weiter unnötig Energie zuverbrauchen, wird daher viel geschlafen. Die sichelförmigen Klauen der Faultiere verhaken sich dabei so, dass sie selbst im Tiefschlaf nicht von den Bäumen fallen. Feinde haben die langsamen Tiere wenige zu befürchten, sind sie doch dank der in ihrem Fell wachsenden Algen optimal im grünen Dickicht des Regenwalds getarnt.

Die Kurzschläfer

Eine Studie im Chobe-Nationalpark in Botswana kürte den Afrikanischen Elefanten zum Rekord-Kurzschläfer. Zwei beobachtete Weibchen schliefen lediglich zwei Stunden pro Tag, davon eine Stunde am Stück und der Rest in Häppchen von wenigen Minuten. Die meiste Zeit des Schlafs verbrachten die Dickhäuter im Stehen und legten sich nur etwa jeden dritten Tag kurz hin.

Wenn es sein musste, zum Beispiel um die Herde gegen ein Rudel Löwen zu verteidigen, schliefen die Tiere sogar zwei Tage gar nicht. Nebst ihrer grossen Körpergrösse und des geringen Stoffwechselns ist es wahrscheinlich auch die ständige Bedrohung durch Raubtiere, die die Elefanten zu Kurzschläfern macht. Wie bei anderen Herden- und Fluchttieren schlafen nie alle Gruppenmitglieder gleichzeitig. Mindestens ein Tier hält immer nach Gefahren Ausschau.

Auch Pferde schlafen mit etwa drei Stunden vergleichsweise wenig. Dies tun sie praktisch ausschliesslich im Stehen. Eine anatomische Besonderheit erlaubt es den Tieren, im Tiefschlaf ohne Muskelanspannung aufrecht stehen zu bleiben. Fühlt sich ein Pferd inseiner Umgebung sicher, so legt es sich auch mal hin. Als ausgeprägte Fluchttiere schlafen Pferde allerdings nie lange am Stück. Ihre Tiefschlafphasen dauern im Schnitt nur ein bis zwei Minuten, gefolgt von einer Wachphase, in der die Tiere ihre Umgebung im Blick haben. Auch Giraffen, Esel und Impalas schlafen nur etwa drei Stunden am Tag, jeweils in Intervallen von sieben Minuten. Wie sich die Gehirne von solchen Kurzschläfern dabei trotzdem ausreichend erholen können, ist nicht bekannt.

Die Nicht-Schläfer?

Wenn es darum geht, ob es Tiere gibt, die nicht schlafen, werden immer wieder der Delfin und andere Meeressäuger genannt. Denn wie sollen diese regelmässig Luft holen können, wenn sie doch schlafen? Hier liegt ein Missverständnis vor, denn Schlaf geht nicht immer mit körperlicher Ruhe einher, und diese ist daher auch nicht Teil der Definition von Schlaf. Man kennt das auch von Schlafwandlern, die zwar schlafen, sich aber trotzdem bewegen, als wären sie wach. Der Trick der Meeressäuger ist der sogenannte Halbseitenschlaf: Beim Delfin schläft abwechselnd immer nur eine Gehirnhälfte, die andere ist wach und übernimmt das Steuer. Auch verschiedene Vögel bedienen sich dieser Methode, insbesondere beim Vogelzug. Mauersegler verbringen gar Hunderte Tage am Stück in der Luft, ohne zu landen. Während sie in tausend Metern Höhe gleiten, fallen die Vögel ab und zu in Tiefschlaf, oft nur für wenige Sekunden. Das scheint den Tieren jeweils zu reichen, um frische Energie zu tanken.

Ähnlich wie Meeressäuger haben auch Haie und andere grosse Fische ein Problem im Zusammenhang mit Schlaf und Sauerstoff: Sie müssen sich konstant bewegen, damit genügend sauerstoffhaltiges Wasser durch ihre Kiemen strömt. Trotzdem können die Tiere zur Ruhe kommen, indem sie auf dem Meeresboden mit ruhigen Bewegungen gegen den Strom schwimmen, sodass trotz geringer Anstrengung die Kiemen ständig von Wasser durchspült werden. Wie genau dieses Dösen funktioniert, ist bisher noch nicht näher erforscht, allerdings reagieren so schlafende Haie kaum auf äussere Reize wie sich nähernde Taucher. Auch andere Fische verbringen mehrere Stunden damit, zu ruhen. Sie fahren ihren Stoffwechsel dabei merklich runter, Atmung und Herzschlag sind reduziert. In den Tiefschlaf fallen sie allerdings nie, denn das würde sie zu einfacher Beute für andere Tiere werden lassen.

Insekten und Schnecken

Wie sieht es mit wirbellosen Tieren wie zum Beispiel Insekten aus? Als Tiere mit Zentralnervensystem müssen auch sie schlafen, um zu regenerieren. Tagaktive Insekten nutzen die Nacht für eine Ruhephase, nachtaktive Insekten wie Motten verfallen tagsüber in einen Ruhezustand. Dabei unterscheidet sich die Schlafdauer je nach Art und Lebensstil. Ameisenarbeiterinnen schlafen jeweils nur wenige Minuten, um danach wieder fleissig zu sein, während die Königin sich mehrere Stunden Schlaf pro Tag gönnt. Auch bei Bienen gibt es Unterschiede: Junge Arbeiterinnen im Innern des Stocks schlafen länger als solche, die draussen nach Pollen und Nektar suchen. Diese schlafen am Rande der Wabe und sind an den herunterhängenden Fühlern und der Regungslosigkeit erkennbar. Wildbienen wiederum schlafen oft in Blüten wie denen von Glockenblumen, Malven oder Disteln, andere hängen sich unter die Körbchen von Kardengewächsen und Korbblütlern. Manche Wildbienenarten beissen sich mit ihren Mandibeln an Pflanzenstängeln fest und verharren so regungslos. Mangels Lider bleiben die Augen von Insekten im Schlaf offen.

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Auch Schnecken schlafen, wie Wissenschaftler der Universität Toronto (Kanada) bewiesen. Dabei zog sich das Testtier, die Spitzschlammschnecke (Lymnaea stagnalis) nicht mal in ihr Haus zurück, sondern verharrte einfach in einem regungslosen Zustand. Dass sich Schnecken dabei nicht nur ausruhen, zeigten die Forscher anhand der verminderten Reaktionsfähigkeit der Tiere. Wurde ihnen Futter präsentiert, so reagierten schlafende Schnecken bis zu sieben Mal langsamer als ihre wachen Artgenossen. Auch Landschnecken nutzen Ruheperioden, allerdings verbringen sie diese in ihren Häusern, da diese sowohl Schutz vor Feinden als auch vor dem Austrocknen bieten.

Schlaf scheint also ein universelles Bedürfnis aller Tiere zu sein, auch wenn er noch viele Rätsel birgt. Und selbst manche Pflanze scheint zu schlafen, wenn sich die Blütenblätter bei Sonnenuntergang schliessen. Allerdings bleibt richtiger Schlaf den Tieren vorbehalten, egal, ob in einem kuscheligen Bett, an einem Ast hängend oder einfach kurz im Stehen.

Warum fallen Vögel im Schlaf nicht vom Ast?

Damit Vögel beim Schlafen nicht herunterfallen, hilft ihnen ein Greifreflex. Lassen sich Vögel auf einem Ast nieder, so spannt sich eine Sehne im Fuss automatisch durch ihr Körpergewicht an. Diese zieht die Zehen so zusammen, dass der Fuss den Ast umklammert und der Vogel nicht vom Baum fallen kann. Der Klammergriff löst sich, sobald der Vogel losfliegen will und dabei sein Gewicht nicht mehr auf der Sehne liegt. Ähnlich funktioniert übrigens ein Fledermausfuss. Das Gewicht des Tieres führt dazu, dass die Zehen sich schliessen und die Fledermaus ohne Muskelanstrengung kopfüber hängen kann.

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