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Prof. Dr. Martin Wikelski
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Originalpublikation

Mikkel Willemoes, Roine Strandberg, Raymond H. G. Klaassen, Anders P. Tøttrup, Yannis Vardanis, Paul W. Howey, Kasper Thorup, Martin Wikelski, and Thomas Alerstam
Narrow-front loop migration in a population of the common cuckoo Cuculus canorus, as revealed by satellite telemetry

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Erdbeobachtung mit Tieren

Das Icarus-Projekt

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Tiere auf Wanderschaft

Bären, wilde Elefanten, Tiger - in den Wäldern Bhutans leben noch viele Tierarten, die andernorts schon ausgestorben sind. Das Verhalten dieser scheuen Tiere ist aber oft noch kaum bekannt. Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell ist viel in dieser unberührten Natur unterwegs. Er erforscht die Wanderungsbewegungen von Tieren. Mithilfe von Sendern und einem Satelliten-gestützten Ortungssystem will er herausfinden, wohin und warum Tiere wandern.

Das bewegte Leben der Flughunde

Wenn tausende Flughunde zu ihren nächtlichen Flügen aufbrechen, verdunkelt sich der Himmel. Für die Forscher um Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell ist der Anblick dieser Schwärme immer wieder ein ergreifendes Erlebnis. Die Wissenschaftler wollen mehr über das Leben und die Flugrouten des afrikanischen Palmenflughunds (Eidolon helvum) herausfinden. Dazu rüsten sie die Tiere mit Sendern aus, um sie verfolgen zu können. Von 2016 an soll das Satelliten-gestützte Ortungssystem Icarus den Forschern bei der Erkundung von Tierwanderungen helfen.

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Kuckucke bleiben auf Kurs

Die Vögel kommen auf ihrem tausende Kilometer langen Rundflug in ihre Winterquartiere in Zentralafrika kaum vom Weg ab

8. Januar 2014

Hektische kurze Schläge mit den Flügeln, die kaum über den Körper angehoben werden – übermäßig elegant wirkt der Flug des Kuckucks nicht. Trotzdem tragen ihn seine Flügel jährlich über 16000 Kilometer weit. Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell hat zusammen mit einem internationalen Wissenschaftlerteam erstmals mit Hilfe von Satellitendaten die Rundreise von Kuckucken aus ihren Brutgebieten in Dänemark und Südschweden in die Überwinterungsplätze in Zentralafrika und wieder zurück verfolgt. Die Routen der einzelnen Vögel weichen trotz der enormen Distanz kaum voneinander ab. Mithilfe von Computermodellen errechnete Flugstrecken, die ausschließlich auf einem angeborenen Orientierungssinn beruhen, verlaufen deutlich unterschiedlicher. Kuckucke verlassen sich folglich nicht nur auf ein angeborenes Kompass-Uhr-Navigationsvermögen, sondern nutzen zusätzliche Orientierungshilfen.
Der Kuckuck ist ein Langstreckenzieher, der vor allem nachts fliegt. In Deutschland kommen die Vögel meist im April in ihren Brutgebieten an. Im Bild vergrößern
Der Kuckuck ist ein Langstreckenzieher, der vor allem nachts fliegt. In Deutschland kommen die Vögel meist im April in ihren Brutgebieten an. Im August brechen sie dann in Richtung Afrika auf. [weniger]

Jedes Jahr brechen Milliarden von Vögeln aus ihren Brut- und Überwinterungsgebieten auf und fliegen rund um den Erdball. Die verschiedenen Vogelarten finden dabei auf unterschiedliche Weise ans Ziel. Bei manchen Arten können die Jungvögel lediglich einem angeborenen Orientierungssinn nach dem Kompass-Uhr-Prinzip folgen, der ihnen die richtige Flugrichtung sowie die zurückgelegte Zeit und damit die Entfernung angibt. Auf ihrem Jungfernflug lernen sie dann von älteren Artgenossen, Abweichungen von der richtigen Route zu korrigieren. Erfahrene Tiere kennen beispielsweise auffällige Merkmale der Landschaft oder orientieren sich vielleicht sogar an den Sternen. Manche Arten nutzen auch das Magnetfeld der Erde oder riechen, wo sie sich gerade befinden.

Woran sie sich genau orientieren und entlang welcher Routen sie fliegen, liegt für viele Vogelarten noch immer im Dunkeln. Die Beringung einzelner Tiere gab lange Zeit nur stichprobenartig Stationen ihrer Reise preis. Erst seit wenigen Jahren können Wissenschaftler die Position einzelner Individuen über einen längeren Zeitraum kontinuierlich aufzeichnen und in Echtzeit verfolgen. Sie statten die Tiere dafür mit batteriebetriebenen Minisendern aus, die Angaben zu Ort und Bewegung an Satelliten übermitteln. Damit können die Forscher auch die Wanderungsbewegungen von Vögeln wie dem Kuckuck untersuchen, die nicht in großen Schwärmen über den Himmel ziehen und deshalb schwer zu beobachten sind.

Sender im Fluggepäck

Der fünf Gramm leichte Minisender auf dem Rücken des Kuckucks macht weniger als fünf Prozent seines Körpergewichts aus. Er sendet Bild vergrößern
Der fünf Gramm leichte Minisender auf dem Rücken des Kuckucks macht weniger als fünf Prozent seines Körpergewichts aus. Er sendet seine Daten alle zwei Tage für zehn Stunden an die Satelliten. [weniger]

Zusammen mit Kollegen aus Dänemark, den Niederlanden, Schweden und den USA hat Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut in Radolfzell die Routen von Kuckucken (Cuculus canorus) aus Dänemark und Südschweden mit dem satellitengestützten Ortungssystem ARGOS über ein Jahr hinweg verfolgt. Die fünf Gramm schweren Minisender auf dem Rücken der Vögel funkten ihre Positionsangaben alle zwei Tage zehn Stunden lang an acht Satelliten in 850 Kilometer Höhe. Von den acht im Frühjahr 2010 mit Sendern versehenen Vögeln kehrten drei im darauffolgenden Jahr wieder in ihr Brutareal zurück, zwei davon genau an den Ort, wo sie gefangen worden waren.

Zwischen Ende Juni und Anfang August brechen die skandinavischen Kuckucke offenbar in ihre Überwinterungsgebiete auf. Auf ihrer im Schnitt rund 7100 Kilometer langen Reise nach Afrika im Herbst legen die Kuckucke mehrere Zwischenstopps ein: Zunächst rasten sie für jeweils etwa einen Monat im nördlichen Mitteleuropa (Polen) sowie in Südosteuropa (Ungarn, Griechenland), bevor sie im September im Grenzgebiet von Libyen und Ägypten die Sahara überfliegen. Von dieser Etappe erholen sie sich rund anderthalb Monate lang in der östlichen Sahelzone und überwintern dann drei Monate in Waldgebieten im südwestlichen Zentralafrika. Von dort machen sie sich im Februar auf den 9100 Kilometer langen Heimflug und kommen nach Zwischenstopps in Ghana und der Elfenbeinküste, Westafrika und Italien im Mai wieder in ihren Brutgebieten an – mehr als zehn Monate nach ihrem Start. Keine zwei Monate später bereiten sie sich schon wieder auf den nächsten Rundflug vor.  

Der Flug der Kuckucke ist genau auf Nahrungs- und Brutbedingungen vor Ort abgestimmt. So landen die Vögel beispielsweise genau dann südlich der Sahara, wenn dort nach der Regenzeit ein reiches Nahrungsangebot herrscht. Außerdem müssen sie ihre Ankunft in den Brutgebieten mit dem Brutverhalten ihrer Wirtsvögel abstimmen: Je nördlicher sie brüten, desto später brüten die potenziellen Stiefeltern ihrer Küken. Folglich müssen sie in den nördlichen Brutgebieten später ankommen. Kuckucke aus unterschiedlichen Populationen, zum Beispiel aus Großbritannien, fliegen deshalb entlang anderer Routen und zu anderen Zeiten.

Meister in der Navigation

Die Kuckucke aus Skandinavien legen auf dem Hin- und Rückflug jeweils drei Pausen von mehreren Wochen ein. Diese Zwischenstopps helfen dabei, nic Bild vergrößern
Die Kuckucke aus Skandinavien legen auf dem Hin- und Rückflug jeweils drei Pausen von mehreren Wochen ein. Diese Zwischenstopps helfen dabei, nicht zu weit vom Kurs abzukommen. [weniger]

Im Schnitt landet jeder der Kuckucke bei seinen Zwischenstopps innerhalb von 460 Kilometern – und das nach einem tausende Kilometer langen Flug. „Ein besonders beeindruckendes Beispiel für den erstaunlichen Orientierungssinn der Kuckucke ist der Überflug über die Sahara: Nach über 5000 Kilometer Flug sind die von uns besenderten Vögel im Abstand von 160 Kilometern voneinander im Süden des Tschad gelandet“, sagt Martin Wikelski.

Doch wie schaffen es die Kuckucke, ihr Flugziel so genau anzupeilen? Jeder Vogel fliegt nämlich für sich alleine und das noch dazu meist bei Nacht. Außerdem verlassen die Altvögel das Brutgebiet meist vor den Jungtieren. Diese können sich also wahrscheinlich nicht die Erfahrungen der Routiniers  zunutze machen und sich auch nicht an auffälligen Landschaftsmerkmalen orientieren.

Stattdessen folgen sie vermutlich einem angeborenen Flugprogramm, das ihnen die Richtung und Wegstrecke vorgibt. Doch ein solches fest eingebautes Navi reicht alleine nicht aus, das zeigen Berechnungen am Computer. Die Forscher haben nämlich am Computer simuliert, wie die Flugbahnen verlaufen würden, wenn die Vögel ausschließlich einem Kompass-Uhr-Navigationssystem folgen oder wenn sie sich zusätzlich an Geländemerkmalen orientieren. „Selbst bei kürzeren Etappen lagen die Zwischenstopps in den Simulationen weiter auseinander als die in der Natur beobachteten. Sogar wenn wir in den Simulationen berücksichtigten, dass Abweichungen von der korrekten Flugroute an besonderen Barrieren wie Gebirgen oder Meeren tödlich für Jungvögel enden, waren die berechneten Flugkorridore immer noch breiter“, erklärt Wikelski.

Ein reines Kompass-Uhr-Navigationssystem kann die engen Flugkorridore der Kuckucke also nicht erklären. „Kuckucke berücksichtigen offenbar zusätzliche Informationen aus ihrer Umgebung wie Winde, Gerüche oder Strukturen in der Landschaft. Sie folgen aber nicht nur solchen Hinweisen, sondern wissen darüber hinaus immer genau, wo sie sind und steuern gezielt Zwischenziele an – möglicherweise dank der Gerüche von Landschaften, die sie von früheren Reisen kennen“, erklärt Wikelski.

Wie die jungen Kuckucke beim ersten Mal ihren Weg finden und wie sich später so genau an ihren Flugplan halten, wissen die Forscher also noch nicht. Dazu müssen sie Kuckucke fangen, an neue Orte transportieren, ohne dass sich die Tiere währenddessen orientieren können, und sie wieder freilassen. Die eingeschlagene Route kann dann Hinweise auf das Orientierungsverhalten geben. Außerdem soll das für 2015 auf der Internationalen Raumstation geplante Forschungsprogramm ICARUS ermöglichen, mehr und kleinere Vögel zu verfolgen und das mit tausendfach höherer Genauigkeit.

In jedem Fall haben die schmalen Flugkorridore der Kuckucke große Bedeutung für den Bestand der Tiere. Eine Zerstörung der Lebensräume in den eng begrenzten Zwischenstopps, Flughindernisse oder intensive Jagd kann für ganze Populationen existenzbedrohend sein. Der Schutz dieser Korridore ist also ähnlich wichtig wie die Bewahrung der Rast- und Brutplätze so prominenter Arten wie Küstenvögel, Gänse oder Kranichen.

HR

 
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