Vögel legen ihre Eier früher, und der Klimawandel ist schuld

Frühling ist in der Luft. Vögel singen und fangen an, ihre Nester zu bauen. Es passiert jedes Jahr wie am Schnürchen. Aber eine neue Studie in der Zeitschrift für Tierökologie zeigt, dass viele Vogelarten fast einen Monat früher nisten und Eier legen als vor hundert Jahren. Durch den Vergleich jüngster Beobachtungen mit jahrhundertealten Eiern, die in Museumssammlungen aufbewahrt werden, konnten Wissenschaftler feststellen, dass etwa ein Drittel der in Chicago nistenden Vogelarten ihre Eiablage um durchschnittlich 25 Tage verschoben haben. Und soweit die Forscher das beurteilen können, ist der Klimawandel der Schuldige an dieser Verschiebung.

„Eiersammlungen sind für uns ein faszinierendes Werkzeug, um im Laufe der Zeit etwas über die Vogelökologie zu lernen“, sagt John Bates, Kurator für Vögel am Field Museum und Hauptautor der Studie. „Ich finde es toll, dass dieses Papier diese älteren und modernen Datensätze kombiniert, um diese Trends über etwa 120 Jahre zu betrachten und dabei zu helfen, wirklich kritische Fragen darüber zu beantworten, wie sich der Klimawandel auf Vögel auswirkt.“

Bates interessierte sich für das Studium der Eiersammlungen des Museums, nachdem er ein Buch über Eier herausgegeben hatte. „Als ich unsere Eisammlung kennenlernte, dachte ich darüber nach, wie wertvoll die Daten dieser Sammlung sind und warum diese Daten in modernen Sammlungen nicht repliziert werden“, sagt er.

Die Eiersammlung selbst nimmt einen kleinen Raum ein, der mit vom Boden bis zur Decke reichenden Schränken vollgestopft ist, die jeweils Hunderte von Eiern enthalten, von denen die meisten vor einem Jahrhundert gesammelt wurden. Die Eier selbst (oder besser gesagt nur ihre sauberen, trockenen Schalen, deren Inhalt vor hundert Jahren ausgeblasen wurde) werden in kleinen Schachteln aufbewahrt und von Etiketten begleitet, oft handgeschrieben, die sagen, zu welcher Art von Vogel sie gehören, wo sie sind sind von und auf den Tag genau, wann sie gesammelt wurden.

„Diese frühen Eiermenschen waren unglaubliche Naturhistoriker, um das zu tun, was sie getan haben. Man muss die Vögel wirklich kennen, um rauszugehen und die Nester zu finden und zu sammeln“, sagt Bates. „Sie waren sehr darauf eingestellt, wann die Vögel zu legen begannen, und das führt meiner Meinung nach zu sehr genauen Daten für die Eiablage.“

Die Eiersammlung des Feldes geht wie die meisten nach den 1920er Jahren zurück, als das Sammeln von Eiern aus der Mode kam, sowohl für Amateur-Bastler als auch für Wissenschaftler. Aber Bates‘ Kollege Bill Strausberger, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Field, hatte jahrelang im Morton Arboretum in den Vororten von Chicago an Cowbird-Parasitismus gearbeitet, Leitern erklommen und Nester untersucht, um zu sehen, wo Brown-headed Cowbirds ihre Eier abgelegt hatten, damit andere Vögel sie aufziehen konnten . „Er musste jeden Frühling raus und so viele Nester wie möglich finden und sehen, ob sie parasitiert waren oder nicht, und so kam mir der Gedanke, dass er moderne Nistdaten hatte“, sagt Bates. Chris Whelan, ein Evolutionsökologe an der University of Illinois in Chicago, trug ebenfalls zu dem modernen Datensatz mit Singvogel-Nistplatzdaten bei, die ab 1989 in Chicagoland gesammelt wurden, als er seine Arbeit am Morton Arboretum aufnahm. Die Beiträge von Whelan und Strausberger zu der Studie waren kritisch, sagt Bates, weil „das Finden von Nestern viel schwieriger ist, als fast jeder denkt“.

„Nester zu finden und ihrem Schicksal zu Erfolg oder Misserfolg zu folgen, ist extrem zeitaufwändig und herausfordernd“, sagt Whelan. „Wir haben gelernt, das zu erkennen, was ich ‚nestiges‘ Verhalten nenne. Dazu gehört das Sammeln von Nistmaterial wie Zweigen, Gras, Wurzeln oder Rinde, je nach Vogelart, oder das Fangen von Nahrung wie Raupen, ohne das Lebensmittel zu verzehren – dies deutet wahrscheinlich auf a hin Elternteil sucht nach Nahrung für Nestlinge.“ Whelan und sein Team benutzten an langen Stangen montierte Spiegel, um in hochgelegene Nester zu spähen, und verfolgten genau die Daten, an denen Eier gelegt und ausgebrütet wurden.

Die Forscher hatten dann zwei große Sätze von Verschachtelungsdaten: einen von etwa 1880 bis 1920 und einen anderen von etwa 1990 bis 2015. „In der Mitte gibt es eine Lücke, und da kam Mason Fidino ins Spiel“, sagt Bates. Fidino, ein quantitativer Ökologe am Lincoln Park Zoo in Chicago und Mitautor der Studie, baute Modelle zur Analyse der Daten, die es ihnen ermöglichten, die Lücke in der Mitte des 20. Jahrhunderts sowie die Unterschiede bei der Probenahme zwischen frühen Eiern zu schließen Sammler und die Forschung von Whelan und Strausberger.

„Aufgrund dieser ungleichmäßigen Stichprobe mussten wir innerhalb unseres statistischen Modells einige Informationen zwischen den Arten austauschen, was dazu beitragen kann, die Schätzungen für die seltenen Arten ein wenig zu verbessern“, sagt Fidino. „Wir haben alle ziemlich schnell erkannt, dass einige Ausreißer in den Daten vorhanden sein können und, wenn sie nicht berücksichtigt werden, einen ziemlich großen Einfluss auf die Ergebnisse haben könnten. Aus diesem Grund mussten wir unser Modell so aufbauen, dass der Gesamteinfluss von Ausreißern reduziert wird Ausreißer, wenn sie in den Daten vorhanden waren.“

Die Analysen zeigten einen überraschenden Trend: Von den 72 Arten, für die historische und moderne Daten in der Region Chicagoland verfügbar waren, hat etwa ein Drittel immer früher gebrütet. Unter den Vögeln, deren Nistgewohnheiten sich geändert haben, legten sie ihre ersten Eier 25,1 Tage früher als vor hundert Jahren.

Neben der Veranschaulichung, dass Vögel früher Eier legen, suchten die Forscher nach einem Grund dafür. Angesichts der Tatsache, dass die Klimakrise so viele Aspekte der Biologie dramatisch beeinflusst hat, sahen die Forscher in steigenden Temperaturen eine mögliche Erklärung für die frühere Verschachtelung. Aber die Wissenschaftler stießen auf einen weiteren Haken: Es gibt keine konsistenten Temperaturdaten für die Region, die so weit zurückreichen. Also wandten sie sich einem Proxy für die Temperatur zu: der Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre.

„Wir konnten keine einzige Quelle für Langzeit-Temperaturdaten für den Mittleren Westen finden, was überraschend war, aber Sie können die Temperatur anhand der Kohlendioxidwerte annähern, die sehr gut dokumentiert sind“, sagt Bates. Die Kohlendioxiddaten stammen aus einer Vielzahl von Quellen, einschließlich der chemischen Zusammensetzung von Eiskernen aus Gletschern.

Die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre lässt sich im Laufe der Zeit genau auf größere Temperaturtrends abbilden, und die Forscher fanden heraus, dass sie auch mit den Änderungen der Eiablagedaten korrelierte. „Der globale Klimawandel war in diesem fast 150-jährigen Zeitraum nicht linear, und daher haben Arten ihre Legezeit möglicherweise nicht auch nicht linear vorverlegt. Daher haben wir sowohl lineare als auch nicht lineare Trends in unser Modell aufgenommen“, sagt er Fidino. „Wir haben festgestellt, dass die simulierten Daten den beobachteten Daten sehr ähnlich waren, was darauf hindeutet, dass unser Modell gute Arbeit geleistet hat.“

Die Temperaturänderungen sind scheinbar gering, nur wenige Grad, aber diese kleinen Änderungen führen dazu, dass verschiedene Pflanzen blühen und Insekten auftauchen – Dinge, die das Nahrungsangebot für Vögel beeinträchtigen könnten.

„Die Mehrheit der Vögel, die wir untersucht haben, frisst Insekten, und das saisonale Verhalten der Insekten wird auch vom Klima beeinflusst. Die Vögel müssen ihre Eiablagedaten verschieben, um sich anzupassen“, sagt Bates.

Und während Vögel, die ihre Eier ein paar Wochen früher legen, wie eine kleine Angelegenheit im großen Schema der Dinge erscheinen mögen, stellt Bates fest, dass dies Teil einer größeren Geschichte ist. „Die Vögel in unserem Untersuchungsgebiet, mehr als 150 Arten, haben alle unterschiedliche Evolutionsgeschichten und unterschiedliche Brutbiologien, also dreht sich alles um die Details. Diese Änderungen der Nistdaten könnten dazu führen, dass sie auf eine Weise um Nahrung und Ressourcen konkurrieren, wie sie es nicht getan haben. Früher nicht“, sagt er. „Es gibt alle möglichen wirklich wichtigen Nuancen, die wir kennen müssen, wenn es darum geht, wie Tiere auf den Klimawandel reagieren.“

Die Studie soll nicht nur vor dem Klimawandel warnen, sondern betont laut Bates auch die Bedeutung von Museumssammlungen, insbesondere Eiersammlungen, die oft zu wenig genutzt werden. „Es gibt weltweit 5 Millionen Eier in Sammlungen, und dennoch sind es nur sehr wenige Publikationen, die Museumssammlungen von Eiern verwenden“, sagt Bates. „Sie sind eine Fundgrube an Daten über die Vergangenheit und können uns dabei helfen, wichtige Fragen zu unserer heutigen Welt zu beantworten.“