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Erde|Umwelt

Die perfekte Welle – Energiesparen auf Waldrapp-Art

Ibis
Wie der Waldrapp fliegt auch der eng verwandte Glattnackenibis im Wellenflug. © barbaraaa/ iStock

Fliegen ist für Vögel extrem energieaufwendig, weshalb sie verschiedene Einspar-Techniken nutzen. Eine davon ist der Wellenflug, bei dem sich Flattern und Gleiten abwechseln. Wie die Energiebilanz dieser Flugtechnik aussieht, haben Biologen nun bei Waldrappen näher untersucht. Tatsächlich bestätigten die Ergebnisse, dass die Waldrappe mit dieser Flugtechnik ihren Energiebedarf deutlich senken. Wie effizient der Wellenflug aber ist, hängt von der Dauer der Gleitphasen ab.

Viele Vögel legen während ihrer saisonalen Wanderungen im Herbst und Frühjahr weite Strecken im Flug zurück. Dabei benötigen sie große Mengen an Energie, denn das ständige Auf und Ab der Flügel verbrennt mehr Kalorien als jede andere Form der Fortbewegung. Viele Vogelarten versuchen daher, durch spezielle Flugtechniken Energie zu sparen. Albatrosse beispielsweise können durch ausgefeilte Ausnutzung von Luftströmungen und Thermik stunden- und tagelang durch die Luft gleiten, ohne landen oder ausruhen zu müssen. Auch das Fliegen in einer Formation oder im Schwarm kann dabei helfen, Energie zu sparen.

Waldrappe als Testobjekte

Eine weitere Technik ist der Wechsel zwischen Flattern und Gleiten. Bei diesem Flug bewegen sich die Vögel in einer Art Welle durch die Luft: Während der Gleitphasen sparen sie Energie, sinken aber leicht ab. In der darauffolgenden Flatterphase gewinne sie wieder an Höhe, verbrauchen aber dafür auch mehr Energie als beim Gleiten. „Bereits nach nur einer Sekunde im Gleitflug sinkt die Herzfrequenz deutlich. Andererseits steigt die Herzfrequenz in Phasen des Flügelschlags während der ersten 30 Sekunden stetig an, um sich danach zu stabilisieren“, erklärt Ortal Mizrahy-Rewald vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien.

Um herauszufinden, wie viel Energie ein Vogel bei dieser Art des Wellenflugs spart, haben die Biologen um Mizrahy-Rewald vom Menschen aufgezogene Waldrappe (Geronticus eremita) beim Fliegen untersucht. Der Waldrapp ist eine etwa gänsegroße Ibisart, die einst in Europa häufig verbreitet war. Durch intensive Bejagung starb er jedoch in Mitteleuropa im 17. Jahrhundert aus. Im Rahmen eines europäischen Projekts soll der Waldrapp wieder als echter Zugvogel in Mitteleuropa, Spanien und Italien angesiedelt werden. Dafür werden die Vögel aufgezogen, auf das eigenständige Leben vorbereitet und dann ausgewildert.

Zu lange Gleiten ist auch nicht gut

Für ihre Studie rüsteten die Forscher 29 dieser Waldrappe, die darauf trainiert waren, einem Ultraleichtflugzeug zu folgen, mit Datenloggern aus. Die kleinen Sensorrucksäcke registrierten die Position der Vögel, die Flügelschläge, die dynamische Gesamtkörperbeschleunigung und die Herzfrequenz als Maßgröße für den Energieverbrauch. Die Auswertung ergab, dass die Waldrappe durch ihren Wechsel von Flattern und Gleiten deutlich Energie sparen: „Bei einem Gleitanteil von etwa 20 Prozent maßen wir anhand der Herzfrequenz eine maximale Einsparung von elf Prozent“, erklärt Seniorautor Thomas Ruf von der Vetmeduni Wien.

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Nach Ansicht der Wissenschaftler bestätigt dies, dass der intermittierende Flug energetisch vorteilhaft ist und den hohen Aufwand des Fliegens deutlich verringern kann. Allerdings kommt es dabei entscheidend auf die Dauer der einzelnen Flugphasen und ihr Verhältnis zueinander an. „Bei höheren Gleitanteilen war die zusätzliche Energieeinsparung allerdings vernachlässigbar.“ Bei zu lange Gleitphasen sinkt zudem die Fluggeschwindigkeit, sodass der Vogel zum Erreichen seines Ziels länger in der Luft bleiben muss. Die Vögel müssen daher jeweils für ihre Größe, Masse und die Situation herausfinden, wo der optimale Wechselrhythmus liegt.

Quelle: Veterinärmedizinische Universität Wien; Fachartikel: Frontiers in Ecology and Evolution, doi: 10.3389/fevo.2022.891079

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