Kolibris können Schwierigkeiten haben, weiter bergauf zu gehen

Jedes Tier, das einen Berg erklimmt, erlebt einen doppelten Schlag von Hindernissen: Die Luft wird dünner, wenn es auch kälter wird, was besonders problematisch für Kreaturen ist, die Schwierigkeiten haben, sich warm zu halten, wenn weniger Sauerstoff verfügbar ist. Für winzige Tiere mit der höchsten Oktanzahl, wie schwebende Kolibris, mögen die Herausforderungen, sich auf höhere Ebenen zu verlagern, um dem Klimawandel zu entgehen, zu groß sein, aber niemand wusste, ob diese außergewöhnlichen Flieger möglicherweise mehr Benzin im Tank haben, um sie in der Luft zu halten in höheren Lagen.

Da sich Annas Kolibris (Calypte anna) bis zu einer Höhe von etwa 2800 m wohlfühlen, waren Austin Spence von der University of Connecticut, USA, und Morgan Tingley von der University of California, Los Angeles, USA, neugierig, herauszufinden, wie diese Kolibris entstanden sind aus der Nähe des Meeresspiegels und diejenigen, die am höheren Ende des Verbreitungsgebiets leben, würden damit zurechtkommen, weit über ihren natürlichen Lebensraum auf eine Höhe von 3800 Metern transportiert zu werden. Sie veröffentlichen ihre Entdeckung im Zeitschrift für experimentelle Biologie: dass die Vögel Schwierigkeiten haben zu schweben und einen 37%igen Rückgang ihrer Stoffwechselrate in dieser Höhe erleiden – zusätzlich dazu, dass sie die meiste Zeit der Nacht träge werden, um Energie zu sparen – was es unwahrscheinlich macht, dass sie in größere Höhen umziehen können.

Um herauszufinden, wie es den wendigen Aeronauten in großer Höhe erging, lockte Spence die Tiere in Netzfallen, von Orten 10 m über dem Meeresspiegel (Sacramento, CA) bis zu 2400 Metern (Mammoth Lakes, CA), dann er und Hannah LeWinter (Humboldt State University, USA) transportierte sie zu einer Voliere in Westkalifornien auf 1215 Metern. Nachdem die Vögel einige Tage in ihrem neuen Zuhause verbracht hatten, stellten die Wissenschaftler einen winzigen Trichter auf, in den die Vögel ihren Kopf stecken konnten, während sie an leckerem Sirup nippten, und maßen den O2-Verbrauch (Stoffwechselrate) der Vögel.

Spence und LeWinter maßen auch die CO2-Produktion des Kolibris (ein weiteres Maß für die Stoffwechselrate) über Nacht, da die winzigen Kreaturen ihren Stoffwechsel stolpern ließen, wenn sie träge wurden – eine Art Mini-Winterschlaf –, um Energie zu sparen, während sie schliefen. Dann verlegte das Duo die Vögel zu einer nahe gelegenen Forschungsstation in der Nähe des Gipfels des Mount Barcroft, CA (3800 Meter), wo die Luft dünner (~39 % weniger Sauerstoff) und kälter (~5 °C) ist, und zwar nach ~4 Tagen In der neuen Höhe maßen Spence und LeWinter erneut die Stoffwechselraten der Vögel, während sie schwebten, und wie oft und tief die Vögel in Erstarrung gerieten, während sie schliefen.

Obwohl die schwebenden Kolibris härter arbeiten sollten, um in der dünnen Luft 1000 Meter über ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet in der Luft zu bleiben, erlebten die Vögel tatsächlich einen Rückgang ihrer Stoffwechselrate um 37 %. Und als das Team den Energieverbrauch von Vögeln verglich, die in der Nähe des Meeresspiegels und aus dem oberen Ende ihres Verbreitungsgebiets stammten, hatten sie alle gleichermaßen auf dem Berggipfel zu kämpfen. „Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass niedriger Luftdruck und Sauerstoffverfügbarkeit die Schwebeleistung bei Kolibris verringern können, wenn sie der akuten Herausforderung von Bedingungen in großer Höhe ausgesetzt sind“, sagt Spence.

Die Vögel kämpften nicht nur mit dem Schweben, sondern reduzierten auch ihren Stoffwechsel und wurden nachts für längere Zeiträume träge, wobei sie mehr als 87,5 % der kalten Nacht in großer Höhe in Erstarrung verbrachten. „Das bedeutet, dass sie, selbst wenn sie von einem warmen oder kühlen Ort kommen, Erstarrung verwenden, wenn es superkalt ist, was cool ist“, sagt Spence. Und als das Team die Größe der Lungen der Tiere überprüfte, um herauszufinden, ob die aus höheren Lagen stammenden Vögel größere Lungen hatten, um ihre magere Sauerstoffversorgung auszugleichen, war dies nicht der Fall. Aber die Vögel hatten größere Herzen, um Sauerstoff durch den Körper zirkulieren zu lassen.

Was bedeutet dies für die Zukunft des Kolibris, da der Klimawandel ihn dazu zwingt, angenehmere Bedingungen zu finden? „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine geringere Sauerstoffverfügbarkeit und ein niedriger Luftdruck für Kolibris schwierig zu überwindende Herausforderungen sein könnten“, sagt Spence, was bedeutet, dass die Vögel wahrscheinlich auf der Suche nach kühleren Gefilden nach Norden ziehen müssen.