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Tierische Orientierung

Zugvögel nutzen erdmagnetische Stoppschilder

Das Erdmagnetfeld bildet offenbar ein Koordinatensystem für die Haltepunkte des Zugs der europäischen Teichrohrsänger. (Bild: Thomas Miller)

Sie sind mit einem „sechsten Sinn“ unterwegs – Zugvögel lassen sich bei ihren Reisen vom Erdmagnetfeld leiten. Doch woher wissen sie, wann sie den Flug beenden müssen, um an ihren angestammten Brutplätzen zu landen? Einer Studie zufolge orientieren sie sich an den ortstypischen Merkmalen der Inklination – des Neigungswinkels zwischen Feldlinien und Erdoberfläche des Erdmagnetfeldes.

Jedes Jahr brechen sie im Herbst zu gewaltigen Interkontinentalflügen auf, um dann im Frühjahr aus dem „Winterurlaub“ im Süden zu ihren jeweiligen Brutplätzen zurückzukehren: Das erstaunliche Orientierungsvermögen der Zugvögel bei diesen Migrationen fasziniert Wissenschaftler schon lange. Es wird der Fähigkeit zur sogenannten Magnetorezeption zugeschrieben: Manche Tiere können sich vom Magnetfeld unseres Planeten leiten lassen. Es gibt Hinweise darauf, dass der innere Kompass der Vögel dabei im Auge sitzt. Demnach zeigen dort Eisenoxid-Partikel in bestimmten Zellen Merkmale der irdischen Magnetfeldlinien an. Offenbar können die Tiere diesen sechsten Sinn nutzen, um ihre Flugrichtung einzustellen.

Unklar ist allerdings bisher, wie Zugvögel erkennen, wo sie ihre Reise beenden müssen, um an ihren angestammten Zielorten zu landen. „Untersuchungen machen zwar immer deutlicher, dass der Vogelzug einem festen Programm folgt, das Vögel von ihren Eltern erben. Aber wie sie Jahr für Jahr mit hoher Präzision an denselben Ort zurückkehren, ist nach wie vor ein Rätsel“, sagt Joe Wynn vom Institut für Vogelforschung in Wilhelmshaven. Um dieser Frage nachzugehen, haben Wynn und seine Kollegen den Teichrohrsänger (Acrocephalus scirpaceus) als Modell ins Visier genommen. Diese kleinen Singvögel verbringen den Sommer in ihren jeweiligen Brutgebieten in vielen Regionen Europas – ihre Winterquartiere liegen hingegen in Regionen Afrikas südlich der Sahara.

Haltesignalen auf der Spur

Die Teichrohrsänger stehen schon lange im Fokus von Vogelforschern: Seit fast hundert Jahren werden Exemplare mit kleinen Metallfußringen individuell markiert. Sowohl die Beringungsorte als auch die Fundorte werden dabei für ganz Europa zentral erfasst. „Diese Daten sind ein fantastisches Mittel, um Fragen zum Vogelzug zu beantworten, weil sie über so viele Jahre hinweg in einem sehr großen Gebiet gesammelt wurden“, sagt Wynn. Im Rahmen ihrer Studie analysierten er und seine Kollegen nun Beringungsdaten von fast 18.000 Teichrohrsängern, die aus der Zeit zwischen 1940 und 2018 stammen. Zudem erfasste das Team die Merkmale des Erdmagnetfeldes an den Fundorten. Zur Auswertung kamen statistische Methoden zum Einsatz, um mögliche Muster aufzudecken, in denen Hinweise auf das Orientierungssystem der Vögel stecken.

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Wie die Forscher berichten, zeichnete sich in ihren Ergebnissen ab, dass die Vögel bestimmte erdmagnetische Koordinaten als Stoppsignale bei ihren Zügen nutzen. Sie orientieren sich demnach an den ortstypischen Merkmalen der sogenannten magnetischen Inklination. Dieser Begriff beschreibt den jeweiligen Neigungswinkel zwischen den magnetischen Feldlinien und der Erdoberfläche. Sobald die Inklination einen bestimmten Wert erreicht, ziehen die Vögel nicht mehr weiter, legen die Ergebnisse nahe. Den Autoren zufolge lernen die Vögel den jeweiligen Neigungswinkel offenbar, bevor sie aufbrechen und nutzen ihn dann für die Rückkehr.

Wann der sechste Sinn „stopp“ sagt

Interessanterweise lieferten dabei charakteristische leichte Ungenauigkeiten der Landeorte der Vögel den Wissenschaftlern die Hinweise: Sie stellten einen deutlichen Zusammenhang zwischen den Fundorten und der langsamen Drift des Erdmagnetfeldes fest. Dessen Feldlinien können sich durch Bewegungen des flüssigen Eisens im Erdkern von Jahr zu Jahr um wenige Kilometer in verschiedene Richtungen verlagern, erklären die Forscher. „An einem bestimmten Ort ändert sich das Magnetfeld allerdings nicht besonders stark. Daher erscheint es sinnvoll, dass die Vögel einen bestimmten Magnetfeldwert als Zielpunkt ihrer Reise wählen“, erklärt Wynn.

Den Wissenschaftlern zufolge ermöglicht die Signalfunktion der Inklination den Vögeln am besten, zu ihrem jeweiligen Brutplatz zurückzukehren, weil sie den verlässlichsten Bestandteil des Erdmagnetfeldes darstellt. Für die Rolle anderer Komponenten, wie etwa die Feldstärke oder die Abweichung zwischen magnetischer und geografischer Nordrichtung, fanden sie hingegen keine Hinweise. Sie geben allerdings zu bedenken, dass ihre Ergebnisse und Schlussfolgerungen nun bei weiteren Vogelarten überprüft werden sollten.

Abschließend sagt Henrik Mouritsen von der Universität Oldenburg: „Die Fähigkeit von Vögeln, die weniger als ein Teelöffel wiegen, ihren Brutplatz nach einer Reise um die halbe Welt genau zu lokalisieren, ist vielleicht einer der erstaunlichsten Aspekte des Vogelzugs“. Wie er hervorhebt, basieren die neuen Einblicke in diese Fähigkeit zu einem großen Teil auf dem Engagement von Hobby-Vogelbeobachtern. Das Team hofft deshalb auch, dass ihre Studie noch mehr Menschen dazu inspirieren kann, Vögel zu beobachten und sich für die Erforschung ihrer erstaunlichen Fähigkeiten zu begeistern.

Quelle: Universität Oldenburg, Fachartikel: Science, doi: 10.1126/science.abj4210

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