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Partnertreue prägt Vogelschwarm-Dynamik

Die Forscher haben die Bewegungen einzelner Vögel in Schwärmen erfasst. (Bild: Alex Thornton)

Wie von einem geheimnisvollen Mastermind gesteuert bewegen sich Vogelschwärme koordiniert über den Himmel. Welche Faktoren dieses Phänomen der Selbstorganisation beeinflussen, interessiert Forscher schon lange. Nun hat ein Team den bekannten Einflussgrößen eine „emotionale“ Komponente hinzugefügt: Auch die sozialen Bindungen der Einzeltiere können demnach bei der kollektiven Dynamik eine Rolle spielen, zeigen die Untersuchungen an Schwärmen von Dohlen. Bei diesen Rabenvögeln bleiben Partner auch im Schwarm stets eng zusammen und beeinflussen damit das Verhalten des vielflügligen „Superorganismus“.

Vögel tun es, Fische auch und sogar Menschen in Massen: Kollektives Verhalten ist in der Natur weit verbreitet, denn es vermittelt zahlreiche Vorteile – von der Erleichterung bestimmter Abläufe bis zum Schutz vor Raubtieren. Bei bestimmten Vogelarten nimmt das Schwarmverhalten solch erstaunliche Formen an, dass Menschen einst glaubten, die Einzeltiere müssten mit ihren Schwarmgenossen telepathisch verbunden sein. Mittlerweile haben viele Studien gezeigt, dass es sich um ein Phänomen handelt, das auf der Selbstorganisation basiert: Wenn jedes Individuum in einem Schwarm auf seinen Nachbarn reagiert, indem es identischen Regeln folgt, entstehen Strukturen. Ein grundlegendes Element ist dabei etwa, dass jedes Tier versucht, stets den gleichen Abstand zu seinem Nachbarn einzuhalten.

Von wegen Gebilde aus gleichen Einheiten

Bisher setzten Forscher zur Beschreibung dieser Systeme meist Modelle ein, die aus der Physik stammen: Die Individuen in einem Schwarm entsprechen dabei Materieteilchen, die alle identische Merkmale besitzen und auf gleiche Weise reagieren. Tiere sind allerdings keine simplen Teilchen. Die Forschung der letzten Jahre hat zunehmend gezeigt, dass Vögel teils ausgeprägte Persönlichkeiten sind und darüber hinaus enge Bindungen mit bestimmten Artgenossen eingehen. Es stellt sich somit die Frage, inwieweit dies auch das Schwarmverhalten prägen kann. Der Erforschung dieses Themas hat sich nun eine Gruppe um Alex Thornton von der University of Exeter gewidmet.

Als Studientierart haben sie sich die Dohlen (Coloeus monedula) ausgesucht. Diese Rabenvögel bilden zu bestimmten Zeiten im Jahr umfangreiche Schwärme. Es ist zudem bekannt, dass sie ein ausgeprägtes Sozialverhalten besitzen: Dohlenpärchen bleiben ein Leben lang zusammen und halten sich meist in der Nähe des jeweiligen Partners auf. Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher nun Dohlenschwärme mit speziellen Kameras erfasst und die Daten mit einem Hochgeschwindigkeits-Stereo-Bildverarbeitungssystem dreidimensional ausgewertet. So konnten sie das Verhalten einzelner Vögel erfassen – sogar einschließlich der Flügelschlagrate.

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Stets nah beim Partner

So zeigte sich: Die Vögel sind nicht etwa zufällig im Schwarm verteilt und sie verhalten sich auch nicht gleich. Die Pärchen hoben sich deutlich von den Dohlen ab, die noch keinen Partner haben, berichten die Forscher. „Wie Freunde in einer Menschenmenge bleiben auch Dohlenpärchen stets zusammen, wenn sie in großen Schwärmen mit hoher Geschwindigkeit fliegen“, sagt Thornton. Sie fliegen dabei auch in geringerem Abstand zueinander als zu unbekannten Artgenossen, stellten die Forscher fest. „Ein Schwarm besteht eben nicht aus gleichartigen Elementen – die Vögel werden wahrscheinlich mit erheblichen kognitiven Anforderungen konfrontiert, bestimmte vertraute Individuen zu erkennen und bei ihnen zu bleiben, wenn sie sich in einem Schwarm bewegen“, so Thornton.

Interessanterweise stellten die Forscher fest, dass die Pärchen von der aufeinander fixierten und vergleichsweise engen Flugweise im Schwarm profitieren: Sie benötigen offenbar weniger Flügelschläge, um Kollisionen im Schwarm zu vermeiden. Allerdings scheint das Paarverhalten andererseits zulasten der Koordination im Schwarm zu gehen: Paare beeinträchtigen den Informationsfluss von Vogel zu Vogel im Schwarm und schaden damit der Fähigkeit der Gemeinschaft, geschickt auf Angriffe von Raubvögeln zu reagieren, geht aus den Analysen hervor. Offenbar hat sich bei den Dohlen demnach ein Kompromiss zwischen dem Vorteil für die Pärchen und dem Nachteil für den Schwarmeffekt eingestellt.

Den Forschern zufolge könnten ähnliche Mechanismen auch bei anderen schwarm- oder herdenbildenden Tierarten eine Rolle spielen. „Die Ergebnisse stellen deshalb nun bisherige Modelle dazu in Frage, wie kollektives Verhalten funktioniert, da sie auf der Annahme basieren, dass Schwarmmitglieder identische Einheiten sind, die gleichen Regeln folgen“, so Thornton. Abschließend sagt der Wissenschaftler dazu: „Tiere sind aber nun mal nicht gleich und auch nicht geistlos.“

Quelle: University of Exeter,  Nature Ecology & Evolution, doi: 10.1038/s41559-019-0891-5

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