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Freitag, 30.09.2016
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Zugvögel: Fernreisen sind „out"

Klimaerwärmung führt zu evolutionären Veränderungen des Vogelzugs

Die Klimaerwärmung macht Zugvögel „faul“: Innerhalb weniger Generationen legen sie erst immer kürzere Strecken zurück und ziehen im Extremfall dann gar nicht mehr. Das zeigen jetzt in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Science” (PNAS) veröffentlichte genetische Studien an Mönchsgrasmücken. Sie bestätigt die Theorie, nach der eine solche Verkürzung der Zugstrecken eine Überlebensstrategie und Anpassung an klimatisch bedingte Umweltveränderungen darstellt.
Mönchsgrasmücke (Männchen)

Mönchsgrasmücke (Männchen)

Der Mensch ist seit Generationen an das Bild von Zugvogelschwärmen auf ihrer Reise ins Überwinterungsgebiet im Herbst und an die mit lautem Gesang verkündete glückliche Rückkehr im Frühjahr gewohnt. Der richtige Zeitpunkt des Zuges ist abgestimmt auf Ressourcen wie Futter und Habitate in den Durchzugs- und Brutgebieten. Auch für Zugvögel gilt es, zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein. Seit einigen Jahren stellen Ornithologen jedoch fest, dass manche Zugvogelarten auf die erhöhten Temperaturen und damit verbundenen Änderungen der Umwelt reagieren.

Die Mönchsgrasmücke ist eine der Arten, bei der Forscher die Veränderungen im Zugverhalten am konsistentesten beobachten konnten: Sie kehrt früher an die Brutplätze zurück, legt früher Eier und verlässt uns später im Herbst. Eine Population erschloss sich sogar ein neues Überwinterungsgebiet auf den Britischen Inseln, anstatt bis nach Spanien zu fliegen. Die große genetische Bandbreite dieser Art lässt auf eine rasche Anpassung an veränderte Umweltbedingungen schließen und steht damit modellhaft für Untersuchungen der Evolution des Vogelzugs.

Messung der Zugunruhe an Mönchsgrasmücken-Jungen


Francisco Pulido und Peter Berthold vom Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Radolfzell wollten nun herausfinden, welche Mechanismen der Anpassung an die Klimaerwärmung vorliegen und ob es innerhalb eines Zeitraums mit besonderer Temperaturerhöhung messbare Änderungen im Zugverhalten gab. Darüber hinaus wollten sie wissen, ob diese Veränderungen, vor allem die Abnahme der Zugstrecke, nur eine individuelle Anpassung an veränderte Bedingungen sind, oder ob sich die genetische Zusammensetzung der Populationen verändern würde.


Registrierkäfig für Messungen der Zugunruhe

Registrierkäfig für Messungen der Zugunruhe

Von 1988 - 2001, allesamt Jahren mit besonders hohen Temperaturen, entnahmen sie jedes Jahr Nestlinge von Mönchsgrasmücken (insgesamt 757 Jungvögel) aus Nestern und zogen sie per Hand auf. Den Tieren wurde dabei der jahreszeitlich bedingte Licht-Dunkel-Wechsel durch künstliche Beleuchtung vorgegaukelt. Jeweils im Herbst maßen die Forscher die einsetzende Zugunruhe der unerfahrenen Jungvögel. Ihre Intensität ist erkennbar an der Dauer des unruhigen Verhaltens während der Nacht, das sich im Flattern und Hüpfen auf der Sitzstange äußert. Ihre Länge entspricht in etwa der Dauer des Fluges ins Überwinterungsgebiet.

Zugstrecke nimmt immer weiter ab


Das Ergebnis: Die Vögel, die in den 14 Jahren aus dem Freiland entnommen wurden, zeigten eine signifikante fortlaufende Abnahme der Zugaktivität, in freier Natur entspräche dies einer immer kürzer werdenden Flugstrecke. Dieser Abnahme, so konnten die Forscher nachweisen, lag auch eine Änderung in der genetischen Zusammensetzung der Population zugrunde – und damit eine Evolution.

Der Vorteil für den Vogel liegt auf der Hand: Die kürzere Entfernung, die er zurücklegen muss, spart ihm Energie und Zeit. Kehrt er früher ins Brutgebiet zurück, weil die kürzeren Tage in den nördlicheren Überwinterungsgebieten zu einer zeitigeren Stimulierung der Zug- und Brutaktivität führen, besetzt er die besten Brutplätze und könnte mehrfach im Jahr brüten.

Selektion im Zeitraffer


In einem zweiten Versuch simulierten die Wissenschaftler den beobachteten Selektionsprozess im Labor wie im Zeitraffer: Die Vögel mit der geringsten Zugaktivität und deren Nachkommen wurden in vier Generationen miteinander verpaart. Um Inzucht zu verhindern paarten die Forscher 50 Prozent dieser Linie mit Freilandtieren, die eine besonders schwache Zugunruhe zeigten. Bereits nach zwei Generationen waren die ersten Standvögel in dieser Population zu finden. Gerichtete Selektion auf eine geringere Zugunruhemenge führt demnach zur Evolution von Teilzieherpopulationen und letztlich zu Populationen, die gar nicht mehr in die Überwinterungsgebiete fliegen.

„Wir nehmen an, dass die Verkürzung der Zugstrecke der erste und wichtigste evolutionäre Mechanismus ist, mit dem sich Vögel an veränderte klimatische Bedingungen anpassen", erläutert Pulido. „Bei Vögeln, die kurze bis mittlere Strecken von etwa 1.000 Kilometern ziehen und bei denen das Zugverhalten genetisch bestimmt ist wie bei den meisten Singvögeln, kann dies eine erfolgreiche Überlebensstrategie sein."

Doch bei Langstreckenziehern, deren erfolgreicher Zug von der Überwindung von Barrieren wie Wüsten oder Meere abhängig ist, kann dieser Anpassungsmechanismus nicht funktionieren, denn eine verkürzte Zugstrecke und Überwinterung im Meer oder in der Wüste ist unmöglich.
(Max-Planck-Gesellschaft, 21.04.2010 - NPO)
 
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