Einfluss von Licht auf das Brut- und Zugverhalten von Vögeln
Die Chronobiologie befasst sich mit der Frage, wie Umweltzyklen die Biologie und das Verhalten von Organismen beeinflussen – der wichtigste ist wohl die Temperatur, die sich aufgrund des Klimawandels weltweit verändert. Trotz steigender Temperaturen, die den optimalen Lebensraum für viele Arten weiter nach Norden in Richtung der Pole verschieben, sind viele Tiere nach wie vor auf die jährlichen Lichtzyklen angewiesen, um ihre Brut- und Zugaktivitäten einzutakten. „Temperaturen ändern sich, die Lichtumgebung ist jedoch durch den Breitengrad und das Datum festgelegt, sodass die Abhängigkeit eines Tieres von Lichtreizen die Möglichkeiten zur Anpassung an den Klimawandel einschränken kann“, sagt Susanne Åkesson, leitende Forscherin des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts PhoticEdge. Das Team von PhoticEdge wollte diese Reize besser verstehen, indem es untersuchte, wie Vögel auf veränderte Lichtintensitäten in experimentellen Umgebungen reagieren. Die Analyse dauert noch an, ein Experiment jedoch, das in der Zeitschrift Animal Behaviour veröffentlicht wird, liefert nach Kenntnis des Teams zum ersten Mal Belege dafür, dass Lichtzyklen die Zugmuster von Vögeln bestimmen können.
Zugvögel in zwei Versuchsanordnungen im Visier
Nachdem ursprünglich geplant war, „Fliegenschnäpper“ zu untersuchen, erweiterte das Projektteam angesichts von Versorgungsproblemen seinen Pool auf 13 verschiedene wandernde Singvogelarten. Dazu gehören Gartenrotschwanz, Fitis und Rotkehlchen, die alle verschiedene Brut- und Überwinterungsgebiete aufweisen. „Dies bot uns die Möglichkeit, unsere Vergleiche auszuweiten und so die Validität unserer Ergebnisse zu stärken“, so Åkesson. Der primäre Versuchsaufbau des Projekts erfolgte in einer Anlage der Universität Lund mit sechs nichtmagnetischen Hütten, die jeweils vier runde Käfige enthielten. Diese wurden kontinuierlich von hochauflösenden Netzwerkkameras überwacht und die Daten wurden anschließend von einer speziellen Computer-Vision-Software verarbeitet. Die Experimente simulierten Verschiebungen in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Lichts während der Brut- und Zugzeit. Bei der ersten Versuchsanordnung wurde die Tageslänge so manipuliert, dass entweder ein verspäteter Polarsommer oder ein fortgeschrittener lokaler Herbst mit immer kürzeren Tagen suggeriert wurde. „Im letzteren Fall stellten unsere Vögel ihre Zugaktivität ein, was darauf hindeutet, dass sie die kürzeren Lichtperioden als Signal für die Überwinterung interpretierten. Da dies bei Vögeln nachgewiesen wurde, die noch nie einen Zug hinter sich hatten, deutet dies stark darauf hin, dass der Einfluss des Lichts angeboren ist“, sagt Åkesson. Bei der zweiten Versuchsanordnung wurden einzelne Käfige mit Aktivitätsmonitoren aufgestellt. Da das Team weiß, dass die Tageslänge und die Geschwindigkeit, mit der sie sich zu verschiedenen Jahreszeiten ändert, von Ort zu Ort unterschiedlich sind, simulierte es die Änderungen der Tageslänge, um bestimmte Orte zu berücksichtigen. Gleichzeitig wurden die Vögel in demselben geomagnetischen Feld gehalten, in dem sie gefangen worden waren, um einen weiteren Reiz zu eliminieren, den sie zur Bestimmung ihres Aufenthaltsortes nutzen. „Wieder war die Reaktion der Vögel, ihren Zug zu beenden, obwohl die Magnetfelder ihnen suggerierten, dass sie nicht vertrieben worden waren. Dies beweist den starken Einfluss der Lichtzyklen“, erklärt Åkesson.
Vorhersagen über die biologische Vielfalt und den Klimawandel
Die Ergebnisse dieser Experimente können dazu beitragen, Vorhersagen darüber zu treffen, wie sich die biologische Vielfalt infolge des Klimawandels verändert. „Unsere vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Lichtzyklen eine wichtige Variable sind, die die jährlichen und täglichen Aktivitäten von Zugvögeln steuern. Wenn Lichtreize Verschiebungen im Verbreitungsgebiet der Vögel einschränken, können die Populationen im Zuge des Klimawandels nicht ihren bevorzugten Temperaturen in höhere Breitengrade folgen“, sagt Åkesson. Die Ergebnisse von PhoticEdge können einen Beitrag zu den Zielen des Grünen Deals der EU für einen besseren Umweltschutz leisten und gleichzeitig als Grundlage für Strategien zur Erhaltung der biologischen Vielfalt dienen, indem sie helfen, Verschiebungen im Verbreitungsgebiet von Arten vorherzusagen. Das Team untersucht weiterhin die von PhoticEdge aufgeworfenen Fragen, z. B. ob die städtische Lichtverschmutzung das Zugverhalten von Vögeln verändert, was sich auch auf andere Tiere auswirkt.
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