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16. Oktober 2010

Immer dem Schnabel nach

Die Sterne im Blick, den Kompass im Kopf und den Meeresduft in der Nase – wie Vögel sich orientieren.

  1. Foto: Alexstar - Fotolia

  2. Foto: ASonne30 - Fotolia

  3. Foto: Verwendung nur in Deutschland, usage Germany only

  4. Foto: usage worldwide, Verwendung weltweit

  5. Foto: dpa/fotolia

Die Küstenseeschwalbe hält unangefochten den Strecken-Weltrekord: Bis zu 30 000 Kilometer legen diese kleinen Flieger bei ihrer alljährlichen Weltumrundung von der Arktis zur Antarktis und retour zurück. Manche Individuen machen diese Reise sogar zweimal im Jahr und kommen so auf 80 000 Kilometer. Aber auch die Flugleistungen von Störchen – bis zu 10 000 Kilometer – oder von Staren ist mehr als respektabel. Letztere müssen immerhin rund 2000 Flugkilometer bis zu ihren Winterquartieren in Nordafrika hinter sich bringen.

Dabei ist bis heute noch nicht vollständig geklärt, wie es so ein kleines Vögelchen mit seinem "Spatzenhirn" eigentlich schafft, jedes Jahr aufs Neue pünktlich und punktgenau exakt denselben Brutplatz irgendwo im tiefsten Afrika anzusteuern, den es ein halbes Jahr zuvor verlassen hatte. Fest steht nur, dass den Tieren für diese navigatorische Meisterleistung gleich mehrere Orientierungssysteme zur Verfügung stehen.

Manche Vögel, wie die Stare, suchen ihre ideale Flugroute tagsüber und bei klarer Sicht mit Hilfe der Position der Sonne aus. Andere Vögel, wie zum Beispiel die Brieftaube, können den Sonnenstand sogar bei bewölktem Himmel bestimmen. Der Trick: Sie sind fähig UV-Licht zu sehen, das ungehindert durch die Wolken dringt.

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Einige Arten sollen sogar in der Lage sein, die Polarisationsmuster des Lichts am Himmel wahrzunehmen. Sonnenlicht ist normalerweise unpolarisiert, die Lichtwellen schwingen kreuz und quer in alle Richtungen. Wenn das Licht aber durch die Atmosphäre dringt, entstehen durch die Luftmoleküle und Dichteschwankungen typische Schwingungsmuster, die sich im Lauf des Tages je nach Sonnenstand ändern. Und genau diese charakteristischen Schwingungsmuster können sich die Vögel zunutze machen.

Aber selbst nachts, wenn dieses natürliche Navigationssystem ausfällt, verlieren die Vögel nicht die Orientierung. Wie die Seefahrer vergangener Tage navigiert zum Beispiel die Grasmücke anhand der Sterne. In Versuchen in einem Planetarium konnte in den 70er Jahren nachgewiesen werden, dass die Tiere sich anscheinend an der Gesamtrotation des Sternenhimmels und nicht etwa nach bestimmten Sternbildern orientieren. Die Forscher projizierten auf die Planetariumskuppel einen Sternenhimmel, der im Laufe der Zeit immer stärker Richtung Süden schwenkte. Als die Sterne in einer Stellung aufleuchteten, wie sie im Herbst in Kairo zu sehen ist, drehte der Vogel, der bis dahin vor dem Südostpunkt seines Käfigs geschwirrt hatte, nach Süden ab.

"Allerdings sind diese Planetariumsversuche schwierig zu interpretieren", schränkt Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell ein. "Laborergebnisse kann man nicht eins zu eins aufs reale Leben übertragen." Dennoch ist unbestritten, dass Vögel sich nach einem eingebauten Sternenkompass orientieren.

Und auch wenn der Himmel nachts bedeckt ist und mithin keine Sterne zu sehen sind, lassen sich die Tiere nicht von ihrer Route abbringen. Wikelski verweist auf ein weiteres einzigartiges Navigationssystem – den Magnetkompass.

Brieftauben zum Beispiel haben deshalb Karriere als Postboten gemacht, weil sie sich neben ihrem Sonnen- auch auf einen angeborenen magnetischen Kompass verlassen können. Dieser sechste Sinn ermöglicht es den geflügelten Boten, jederzeit von überall her heimzufinden. Dies belegen zahlreiche Versuche, bei denen die Tiere blindlings irgendwo ausgesetzt wurden und dennoch immer den Weg zurück fanden. Ihr Magnetkompass erlaubt es den Vögeln, die Neigung der Feldlinien des Erdmagnetfeldes, die sogenannte Inklinition, als Ganzes wahrzunehmen.

"Die Vögel können das Magnetfeld als zuverlässige Orientierungsquelle nutzen, um festzustellen, ob sie sich nördlich oder südlich von ihrem Zuhause befinden" erklären Roswitha und Wolfgang Wiltschko vom Institut für Ökologie, Evolution und Diversität in Frankfurt. "Wie das geht, lernen sie als Jungvögel von ihren Eltern."

In Versuchen konnten die Forscher in Frankfurt feststellen, dass diese Magnetfeldorientierung eng mit dem visuellen System der Vögel verknüpft ist und in völliger Dunkelheit ausfällt. "Die physikalische Grundlage sind Radikalpaar-Prozesse, die in der Retina des rechten Auges stattfinden und das magnetische Signal in ein visuelles Signal umwandeln. Es existiert also kein spezielles Organ, sondern die magnetische Information wird zusammen mit der visuellen im Sehsystem in einem chemischen Prozess verarbeitet", erklärt Roswitha Wiltschko.

Den unermüdlichen Fliegern steht noch ein weiterer, 24-Stunden-tauglicher Sinn zur Verfügung: "Vögel fliegen einfach der Nase nach", bringt es Martin Wikelski auf den Punkt. Zusammen mit seinem Kollegen Richard Holland hat er bei Freilandversuchen feststellen können, dass der Geruchssinn offensichtlich ein wesentlicher Bestandteil der Vogel-Orientierung ist, der auch bei völliger Dunkelheit funktioniert. Die Forscher manipulierten bei einer bestimmten Drosselart (Dumatella carolinsis – Katzendrosseln) den Geruchssinn, indem sie die Schleimhäute der Tiere mit einer (ungefährlichen) Salzlösung ausspülten, wodurch die Drosseln zwei Wochen lang nicht mehr riechen konnten. Das hatte zur Folge, "dass die Vögel in die falsche Richtung flogen".

Eine bestimmte Möwenart nutzt auf ihrem Weg in den Süden jedes Jahr festgelegte Rastplätze am Schwarzen Meer und in der Nähe der ägyptischen Hauptstadt Kairo, an denen sich die Artgenossen treffen und neue Kräfte sammeln. Wikelski: "Wir haben Hinweise darauf, dass diese Möwen in der Lage sind, den spezifischen Geruch des Schwarzen Meeres und sogar den   des Nils bei Kairo wahrzunehmen und damit ihre
Rastplätze ansteuern."

Die Vogelforscher, die Ornithologen, stehen mit diesen Geruchsforschungen zwar erst am Anfang, doch Martin Wikelski ist sicher, dass der Geruchssinn eine Schlüsselrolle bei den erstaunlichen Navigationsleistungen der Vögel hat. Und es gibt noch eine weitere Methode, die verhindert, dass die kleinen Flieger bei ihrer langen Reise nicht vom rechten Weg abkommen: Sie fliegen entlang von Landmarken. "Man weiß zum Beispiel von Brieftauben, dass sich viele Vögel auf ihrer Route anhand geografischer Leitlinien wie Flusstälern, Gebirgszügen, Küstenlinien und sogar nach Autobahnen orientieren", stellt Martin Wikelski fest.

In diesem Zusammenhang vermutet der Ornithologe Frank Steinheimer von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, dass es womöglich weniger der geografische Verlauf der Straße ist, der den Vogelzug bestimmt, sondern eher die – " jedem Hobby-Segler bekannte "– warme Luft, die von der Autobahn aufsteigt, dafür verantwortlich ist, dass die Tiere diese Route bevorzugen.

Denn aufsteigende warme Luft, sprich: Thermik, erleichtert das Fliegen gerade auf langen Strecken enorm. "Ähnliches gilt für den Flug entlang von Flusstälern, welche die Luftturbulenzen verringern", so Steinheimer.

Die Zukunft in Sachen Navigation liegt allerdings auch bei den Vögeln im Weltraum. Zusammen mit der ESA und der Nasa ist die Gruppe um Martin Wikelski am Icarus-Projekt beteiligt, das zum Ziel hat, die Vogelzugrouten auch vom Weltall aus zu verfolgen.

"Geplant ist, mehrere tausend Tiere mit winzigen, kaum ein Gramm schweren Sendern auszustatten, die von der Internationalen Raumstation ISS aus geortet werden können", so Wikelski. Auf diese Weise könnten die Wissenschaftler in den nächsten Jahren vom Weltraum aus die Vögel quasi live auf ihrem Weg in den Süden beobachten.

Wobei sie sich bei manchen Vogelarten sputen müssen. Denn dank des Klimawandels scheint es reisefaulen Zugvögeln selbst im Winter besser im zunehmend wärmeren Norden zu gefallen, als im weit entfernten Süden.

Manche verzichten inzwischen vollständig auf ihren anstrengenden Fernurlaub. Denn das Überwintern in heimischen Gefilden hat zudem einige nicht zu unterschätzende Vorteile: Die Tiere brauchen erstens nicht ihr angestammtes Revier aufzugeben und sind im Frühling auch die Ersten, die sich die besten Brut- und Futterplätze sichern können.

Vögel unter Strom



Jedes Jahr, Ende August haben die Straßenhändler in Rethymno auf Kreta alle Hände voll zu tun, den Luftraum über den Bürgersteigen mit Plastikplanen abzudecken. Der Grund: Tausende und Abertausende Schwalben sitzen wie auf einer Perlenkette aufgereiht auf den Stromleitungen der Stadt. Hier sammeln sie neue Kräfte, bevor sie sich auf den Weg nach Afrika machen.

Als ob sie über eine innere Uhr verfügten, setzt bei allen Zugvögeln stets zur gleichen Zeit die sogenannte "Zugunruhe" ein, die selbst bei Käfigvögeln zu beobachten ist: Die Tiere werden unruhig und zugleich geselliger, sie sammeln sich und bilden Schwärme.

Diese Zugunruhe scheint genetisch programmiert zu sein. Peter Berthold vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell: "Die Tiere folgen einem inneren Kalender, einem angeborenen Programm, das den Ablauf ihres ganzes Daseins bestimmt, das Brutverhalten, die Mauser und eben auch den Vogelzug."

 

Autor: hjk

Autor: Hans Jürgen Kugler