Das GPS der Natur: Wie nutzen Tiere die Natur zur Navigation?

Millionen von Tieren auf der ganzen Welt folgen dem Wechsel der Jahreszeiten, ziehen im Winter in ihre Überwinterungsgebiete und kehren im nächsten Frühling in ihre Brutgebiete zurück. Der Aufstieg und Fall von Vögeln, Säugetieren, Fischen und Insekten sind Schlüsselkomponenten der Artenvielfalt der Erde.

Migration ist eine anspruchsvolle Strategie.

Damit kleine Tiere wie Singvögel von Afrika oder Südeuropa zu ihren Brutgebieten zurückkehren können, müssen sie immer wieder dieselben Orte ansteuern können. Wie ihnen das gelingt, ist den Wissenschaftlern seit mehr als 60 Jahren ein Rätsel.

Eine Studie zeigt, wie winzige Tiere – mit entsprechend kleinen Gehirnen – Berge, Ozeane und Wüsten überqueren können, ohne sich zu verirren.

Vögel scheinen externe Signale aus ihrer Umgebung zu nutzen, etwa die Sterne und das Magnetfeld der Erde, um so etwas wie eine Karte und einen Kompass zu haben. Aber wie verknüpfen sie diese Fäden?

In einem Artikel wird die Navigationsmethode eines kleinen eurasischen Singvogels, des Teichrohrsängers, beschrieben. Zunächst wurde den Vögeln ein kleiner Magnet an der Stirn befestigt, der ihre Fähigkeit, das Magnetfeld der Erde wahrzunehmen, beeinträchtigte. Die Forscher stellten fest, dass die Vögel nicht in die richtige Zugrichtung finden konnten, wenn ihnen die Sicht auf die Sterne versperrt war. Sobald sie jedoch die Sterne sehen, können sie ihren Weg wiederfinden.

Wie ein sorgfältiger Ingenieur hat der Evolutionsprozess der natürlichen Selektion eine Ausfallsicherung in das Navigationssystem der Vögel eingebaut, die sicherstellt, dass bei bewölktem Wetter ein Ersatzortungsgerät zur Verfügung steht.

Eine weitere Studie des Forscherteams zeigte, wie genau diese Rohrsänger ihren Standort während der Migration einschätzen und wie sie mit starken Windrouten oder Hindernissen wie den Alpen zurechtkommen.

Die Forscher setzten Teichrohrsänger in ein künstliches Magnetfeld, das dem natürlichen Magnetfeld nordwestlich der Zugroute der Vögel entsprach. Anschließend wurde ihr Orientierungssinn in einem Orientierungskäfig getestet. Dabei handelt es sich um einen kleinen Trichter mit 30 cm Durchmesser. Durch die Analyse der Sprungposition des Vogels im Käfig kann die Richtung gemessen werden, in die der Vogel abheben möchte.

Als die Vögel in dieses künstliche Magnetfeld gesetzt wurden, änderten sie ihre Richtung von Südosten nach Südwesten, was darauf schließen lässt, dass sie das magnetische Signal als fremd erkannt hatten und versuchten, auf ihre Route zurückzukehren.

Diese Technik wird als „virtuelle Verschiebung“ bezeichnet, da der Vogel den Ort, an dem er für den Test gefangen wurde, nie wirklich verlässt. Es ist zu einem neuen Instrument geworden, um zu verstehen, wie Tiere das Magnetfeld der Erde wahrnehmen und zur Navigation nutzen.

Insbesondere ist das künstliche Magnetfeld nicht dasselbe Magnetfeld, dem die Vögel zuvor während ihrer Migration ausgesetzt waren. Das bedeutet, dass sie auf die erlernten Magnetfeldsignale nicht reagieren. Stattdessen nutzten die Vögel ihr instinktives Gespür dafür, wie sich das Magnetfeld der Erde mit der Entfernung verändert, um herauszufinden, dass sie sich nordwestlich ihrer Flugroute befanden. Nicht schlecht für diese kleinen Vogelhirne.

Offenbar sind sowohl Sternfelder als auch Magnetfelder wichtige Hinweise für den Vogelzug. Doch menschliche Aktivitäten können diese wichtigen Hinweise zerstören. Künstliches Licht in Städten verringert nachts die Sichtbarkeit der Sterne und des Mondes. Bei anderen Tieren, wie etwa Mistkäfern und Sandflöhen, hat sich gezeigt, dass menschliche Aktivitäten negative Auswirkungen auf ihre Navigationsfähigkeiten haben.

Darüber hinaus können vom Menschen erzeugte elektromagnetische Signale – etwa von Funktürmen oder sogar elektrische Ströme von Alltagsgeräten wie Wasserkochern – die Fähigkeit der Vögel beeinträchtigen, natürliche Magnetfelder zu erkennen. Der Mensch versetzt die Vögel möglicherweise einer doppelten Dosis Verschmutzung, die ihre Sicherheitssysteme nicht bewältigen können.

Es ist noch nicht vollständig geklärt, welche Auswirkungen diese Schadstoffe auf Zugvögel haben. Doch je mehr wir über das GPS der Natur lernen, desto wichtiger ist es, die Risiken zu verstehen, die menschliche Aktivitäten für dieses bemerkenswerte Navigationssystem darstellen.

siehe:

Wandernde Rohrsänger können die magnetische Deklination nutzen, um das Längengradproblem zu lösen

https://journals.biologists.com/jeb/article/224/22/jeb243337/273480

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982215009549

Einen Augenblick...

https://theconversation.com/natures-gps-how-animals-use-the-natural-world-to-perform-extraordinary-feats-of-navigation-173700?utm_medium=Social&utm_source=Twitter#Echobox=1640874203

Um den Aufbau einer ökologischen Zivilisation zu unterstützen und den „Umriss des Nationalen Aktionsplans zur Förderung wissenschaftlicher Bildung (2021–2035)“ sowie den „Entwicklungsplan zur Popularisierung der Wissenschaft durch die Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie (2021–2025)“ gründlich umzusetzen, wird die China Biodiversity Conservation and Green Development Foundation als nationale Gesellschaft erster Ebene im Bereich der biologischen Vielfalt die Vorteile wissenschaftlicher Forschungseinrichtungen nutzen und sich der Schaffung einer sozialisierten Wissenschaftskommunikationsarbeit mit umfassender Mobilisierung und Beteiligung aller Menschen verpflichten. Im Dezember 2021 startete sie die Reihe „Green Association Biodiversity Science Popularization Mini Classroom“.

Der „Green Association’s Biodiversity Science Popularization Classroom“ zeichnet sich durch „populäre Wissenschaft“ aus. Es verbreitet Wissen über wildlebende Tier- und Pflanzenarten und die Artenvielfalt, deren Überleben derzeit bedroht ist, fördert die Berücksichtigung der Artenvielfalt in allen Bereichen und ruft alle Sektoren dazu auf, zusammenzuarbeiten, um die Artenvielfalt zu schützen, die Lebensräume zu bewahren, von denen die Menschheit zum Überleben abhängt, und ein schönes Zuhause zu schaffen, in dem Mensch und Natur in Harmonie leben.

Übersetzt von YJ. Überprüft von Stan