Forscher hören den Herzen von Fledermäusen im Flug zu

Konstanzer Forscher haben erstmals bei einer Fledermausart die Herzfrequenz von Fledermäusen über mehrere Tage in freier Wildbahn gemessen, darunter auch komplette Flüge. Um die Herzfrequenz männlicher Großer Abendsegler während des Fluges aufzuzeichnen, befestigten die Wissenschaftler weniger als ein Gramm schwere Herzfrequenzsender an den Tieren und begleiteten sie in einem Flugzeug, während die Fledermäuse teilweise mehr als eine Stunde lang auf Nahrungssuche flogen.

Ihre Ergebnisse, veröffentlicht In Verfahren der Royal Society Bzeigen, wie viel Energie Fledermäuse im Laufe eines Tages verbrauchen und welche Energiesparstrategien sie zum Überleben nutzen.

Forscher vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie (MPI-AB) und der Universität Konstanz untersuchten mit einer speziellen Methode die in ganz Europa verbreiteten Männchen des Großen Abendseglers. Ihr Ziel war es, herauszufinden, wie viel Energie Fledermäuse tagsüber genau verbrauchen und wie sich dieser Wert im Jahresverlauf verändert.

„Fledermäuse sind faszinierende Tiere, die ihren Lebensraum oft mit uns Menschen teilen“, sagt Lara Keicher, die Erstautorin der Studie. „Aber Fledermäuse sind immer noch ein Rätsel. Wir haben noch keine klare Antwort auf einfache Fragen wie: Wie viel Nahrung brauchen sie und können sie in verschiedenen Jahreszeiten genug davon finden, um zu überleben?“

Um vorherzusagen, wie es den Fledermäusen in einem veränderten Klima ergehen wird, sei es laut Keicher entscheidend, ihren Energiebedarf zu kennen.

Fledermäuse mit Herzfrequenzsender

Um das herauszufinden, statteten die Wissenschaftler Fledermäuse mit kleinen, nur 0,8 Gramm schweren Herzfrequenzsendern aus. Wie beim Menschen lässt sich anhand der Herzfrequenz auch der Energieverbrauch bestimmen. Die Sender, die die Fledermäuse nur wenige Tage lang trugen, senden ein Audiosignal des Herzschlags der Fledermäuse aus, das dann von einem Radioempfänger aufgezeichnet wird. Das funktioniert allerdings nur, wenn sich der Empfänger in einem Umkreis von einigen hundert Metern um die Fledermäuse befindet.

„Tagsüber war es kein Problem, die Herzschläge ohne größere Unterbrechungen aufzuzeichnen, da die Fledermäuse in Baumhöhlen oder Fledermauskästen ruhten“, sagt Keicher, die die Studie im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Universität Konstanz und dem MPI-AB durchführte.

Nachts hingegen fliegen Fledermäuse zur Insektenjagd aus und können dabei in kurzer Zeit mehrere Kilometer zurücklegen. Um die Fledermäuse rund um die Uhr, also auch während ihres nächtlichen Fluges, zu begleiten, flogen die Forscher in einem Kleinflugzeug und verfolgten einzelne Tiere über ganze Flüge von mehr als einer Stunde.

„Ich weiß noch, dass wir die Konstanzer überrascht haben, als unser kleines Flugzeug spät in der Nacht über der Insel Mainau unsere Kreise flog“, erinnert sich Keicher.

Tagsüber wach

Das Team, zu dem auch Mitglieder des Schweizerischen Instituts für Schnee- und Lawinenforschung und der Universität Freiburg gehörten, fand heraus, dass die Herzfrequenz der Fledermäuse während des Fluges rund 900 Schläge pro Minute erreicht. Laut Keicher, der das Signal analysierte, „klang es für unsere Ohren wie ein einzelner hoher Ton.“

Mithilfe der einzigartigen Herzschlagaufzeichnungen entdeckten die Wissenschaftler faszinierende Strategien, mit denen Fledermäuse ihren Energieverbrauch in verschiedenen Jahreszeiten einteilen. Sie fanden heraus, dass männliche Große Abendsegler im Sommer bis zu 42 % mehr Energie verbrauchen als im Frühjahr. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Fledermäuse im Frühjahr in eine Art kurzen Winterschlaf verfallen, der als „Torpor“ bezeichnet wird – ein Energiesparzustand, in dem die Herzfrequenz auf sechs Schläge pro Minute reduziert werden kann.

„Wir haben gesehen, dass Fledermäuse im Frühling ihre Herzfrequenz beim Aufwachen steigern und innerhalb weniger Minuten die Spitzengeschwindigkeit von 900 Schlägen pro Minute erreichen können“, sagt Keicher.

Überraschend für das Team war, dass die männlichen Fledermäuse im Sommer überhaupt keinen Winterschlaf hielten. Keicher erklärt: „In den wärmeren Monaten, wenn es reichlich Nahrung gibt, bleiben die Männchen tagsüber wach, um Energie in die Spermienproduktion zu investieren und im Herbst paarungsbereit zu sein.“

Um die verbrauchte Energie wieder aufzufüllen, jagen die Männchen im Sommer doppelt so lange wie im Frühjahr und fressen in einer Nacht bis zu 33 Junikäfer oder über 2500 Mücken.

Die Ergebnisse haben Einblicke in die energetischen Herausforderungen der Fledermäuse und ihre faszinierenden Überlebensstrategien gegeben. Dieses Verständnis wird es ermöglichen, besser vorherzusagen, wie sich zunehmend extreme Temperaturschwankungen oder Veränderungen der Nahrungsverfügbarkeit auf das Leben der Tiere auswirken und sie möglicherweise bedrohen werden.

Die Erstautorin der Studie, MPI-AB-Wissenschaftlerin Dina Dechmann, sagt: „In Deutschland stehen alle Fledermausarten unter Naturschutz, manche sind sogar vom Aussterben bedroht. Grundlagenforschung, die das Verhalten der Tiere und ihre Anpassungen an die Umwelt untersucht, kann uns helfen, Schutzmaßnahmen zu entwickeln, damit zum Beispiel Große Abendsegler auch weiterhin am Nachthimmel über Konstanz zu sehen sind.“