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Je weniger gute Überwinterungsplätze in einem Gebiet vorkommen, desto mehr Kreuzottern müssen jeweils beisammen überwintern. So können sich in nordischen Gegenden bis zu 800 Schlangen zusammenfinden, in unseren Zwergstrauchheiden aber üblicherweise kaum mehr als ein Dutzend. Dabei erweisen sich die Individuen als recht ortstreu.
Im Frühjahr sind es dann die geschlechtsreifen Männchen, welche unmittelbar nach der Schneeschmelze als erste aus der Winterruhe erwachen. Für die nächsten zwei bis drei Wochen begeben sie sich an windgeschützte sonnige Plätze, wo sie ihre Spermien reifen lassen und unter der alten, matt gewordenen Haut eine neue bilden. Danach machen sich die Männchen auf die Suche nach paarungsbereiten Weibchen. Diese haben inzwischen die Winterverstecke ebenfalls verlassen und auf dem Weg zu geeigneten Paarungsplätzen Duftspuren ins Gelände gelegt. Sobald ein Männchen auf eine solche Spur stösst, vermag es ihr züngelnd bis zum Weibchen zu folgen. Erst dort wird es in der Regel seine alte Haut abstreifen, was eine Sache von Sekunden ist.
Gleichzeitig mit den paarungsbereiten Weibchen kriechen auch alle nicht reproduzierenden Kreuzottern aus den Winterverstecken. Dazu gehören ausser den Juvenilen auch Weibchen, die zwar geschlechtsreif, aber dennoch nicht paarungsbereit sind. Sie stellen jeweils mehr als die Hälfte aller adulten Weibchen, da sich diese aus energetischen Gründen nur alle zwei bis drei Jahre fortpflanzen. Nicht reproduzierende Kreuzottern nehmen nach der Überwinterung sofort eine jagende Lebensweise auf.
Sobald sich im Frühling das erste gehäutete Männchen zu einer Partnerin begibt, beginnt die Paarungszeit. Sie dauert einige Wochen bis Ende Mai. Während dieser Zeit nehmen die paarungsbereiten Tiere keine Nahrung zu sich. Vielmehr versucht jedes Männchen sich mit möglichst vielen Weibchen zu verpaaren. Dabei vermag es eine Fläche von mehreren Hektaren abzusuchen. Ein Weibchen verhält sich hingegen träge und will stundenlang umworben werden, bevor es ein Männchen kopulieren lässt. Bis dahin gelangen aber nacheinander weitere Männchen zum Paar. Jedesmal entbrennt zwischen den Rivalen ein unblutiger, tanzähnlicher Kommentkampf, bei dem sie sich aufgerichtet gegenseitig umschlingen. Stets gewinnt der schwerere Kämpfer, worauf der kleinere und bei Reptilien somit meist jüngere Verlierer das Feld räumen muss. So bleibt dem abwartenden Weibchen am Schluss vielleicht das älteste aller gesunden Männchen der Umgebung. Langlebigkeit würde demnach begünstigt. Kreuzottern können denn auch über 30 Jahre alt werden.
Nach der Paarungszeit beginnen auch die Männchen zu jagen. Wie die nicht reproduzierenden Weibchen stellen sie vor allem nestjungen und adulten Kleinsäugern nach. Auch Nestlinge von bodenbrütenden Vögeln werden nicht verschmäht. Frösche hingegen spielen nur in tieferen Lagen eine grössere Rolle. Vielleicht sind ihre im Gebirge bevorzugten Aufenthaltsorte den Schlangen in der Regel zu kühl. Für juvenile Kreuzottern bilden Bergeidechsen, Zootoca vivipara, ausser nestjungen Kleinsäugern die Hauptnahrung.
Kreuzotterweibchen legen keine Eier, sondern sind lebendgebärend. Als Trächtige jagen sie kaum. Vielmehr halten sie sich im Sommer an ausgewählten, thermisch günstigen Plätzen auf. Dort können sie die in ihrem Bauch heranreifenden Jungen optimal wärmen, indem sie tagsüber dem stündlich und jahreszeitlich stetig wechselnden Sonnenstand folgen.
Zur Geburt begeben sie sich zu ihren Überwinterungsplätzen und zwar je nach Höhenlage zwischen Ende August und Anfang Oktober. Im Tiefland wirft ein Weibchen etwa 10, im Bergland oberhalb 1500 m ü.M. aber nur 4-6 Junge. Sie sind um die 18-20 cm lang und normalerweise rund 4-5 g schwer. Ein männliches Jungtier wird meistens mit 4, ein weibliches mit 5 Jahren geschlechtsreif. Im Bergland kann es je nach Höhenlage noch ein Jahr länger dauern. Kreuz-otterpopulationen wachsen dementsprechend langsam.
Ausser dem Menschen haben adulte Kreuzottern kaum Feinde. In Frage kommen am ehesten grössere Raubtiere wie Fuchs und Dachs, sowie räuberische Vögel wie Steinadler und Kolkrabe. Juvenilen Kreuzottern können allenfalls auch kleinere Räuber zusetzen.