Wissenschaftler verfolgen Vögel mit elektronischen Tags und Radar, um Fluggeheimnisse zu lösen. Bei der Beantwortung ökologischer Fragestellungen können die Forschungsergebnisse auch die Infrastrukturplanung verbessern
Federn kennzeichnen Vögel als Gruppe, aber mit Federn kommen bemerkenswerte Luftleistungen. Uferschnepfen können 12.000 Kilometer ohne Unterbrechung fliegen und mehr als 200 Stunden lang flattern. Der Vogel-Höhenrekord – von einem Gänsegeier – liegt bei über 11 Kilometern. Einige Kolibris trommeln mehr als 70 Flügelschläge pro Sekunde.
Dennoch bestehen große Lücken in unserem Verständnis darüber, wie viel Energie Vögel beim Fliegen verbrauchen und welchen Einfluss die Umwelt auf diese Anstrengung hat. Ein Paradebeispiel sind saisonale Migrationen. Vom Menschen verursachte Umweltveränderungen können Vögel dazu zwingen, mehr Energie in der Luft zu verbrauchen, und sogar wichtige Migrationsrouten stören.
Flugzonen
„Wir haben immer noch diese Passage von Millionen von Vögeln, und wir wissen nicht, wo und wann sie sind“, sagte Dr. Cecilia Nilsson, die Teil der war MigrationRadar-Projekt. „Wir beginnen immer mehr zu erkennen, dass die Luft ein wichtiger Teil des Lebensraums von Vögeln ist.“
Aus Sicht des Vogelschutzes ist dies eine übersehene Chance.
Laut Dr. Nilsson, Biologe an der Universität Kopenhagen in Dänemark, findet die Migration normalerweise nur in wenigen Nächten im Mai und erneut im September statt. Zu wissen, wann und wo, könnte zu einfachen Erhaltungsgewinnen führen.
Beispielsweise könnten Windkraftanlagen, Flugbeschränkungen und Lights-out-Projekte während dieser begrenzten Anzahl von Migrationsnächten angepasst werden. Oder wichtige Futtergebiete könnten für diese Zeit geschützt werden.
Dr. Nilsson begann damit, nachts in der schwedischen Stadt Lund Vögel mit einem ehemaligen Militärradar zu verfolgen. Sie war sofort begeistert.
Radar-Enthüllungen
„Du verlässt die Hütte, schaust nach oben und der Himmel ist völlig klar, nur dunkel“, erinnerte sie sich. „Du gehst zurück, schaltest das Radar ein und siehst eine Explosion von Vögeln, die über dir fliegen.“
Dr. Nilsson entwickelte eine Leidenschaft für Radargeräte zum Studium von Vögeln. Sie greift nun auf Wetterradardaten zurück, um die Auswirkungen von Wetterbedingungen, Insektenbewegungen und Landschaften auf den Vogelzug abzuschätzen.
Solche Radargeräte scannen alle paar Minuten Himmelsschichten auf Feuchtigkeit, erfassen dabei aber die gesamte Masse der Vögel, die in der Zone fliegen. Oft sind die meisten Singvögel, und da Biologen ungefähr wissen, was jeder einzelne Vogel wiegt, können sie durch einfache Division anhand der Gesamtmasse abschätzen, wie viele über ihnen fliegen.
„Das funktioniert wirklich gut für die nächtliche Migration, was an sich schon ein Glücksfall ist, denn das ist für uns mit anderen Mitteln am schwierigsten zu verfolgen“, sagte Dr. Nilsson.
In Kombination mit anderen Daten können sie helfen, ein klareres Bild ihrer Bewegungen zu zeichnen. Sichtungen von Vogelbeobachtern helfen Biologen zu verstehen, welche Arten fliegen.
Die meisten Vögel fliegen in Höhen zwischen 200 und 1.000 Metern, aber wie Flugzeuge können sie sich je nach Bedingungen für einen höheren Flug entscheiden, um schwierigen Wetterbedingungen auszuweichen. Sie können nachts fliegen, um tagsüber nach Nahrung zu suchen. Essen ist ein wesentlicher Brennstoff.
Windkräfte
Vögel brauchen viel mehr Energie zum Fliegen als Tiere zum Laufen, Laufen oder Schwimmen, was kluge Entscheidungen erfordert, um ihre Kraft in der Luft zu erhalten.
„Es ist eher so, als würde man in einer starken Strömung schwimmen“, sagte Dr. Nilsson. „Wir wissen, dass sie Höhenlagen mit den günstigsten Winden wählen.“
Während beispielsweise ein Singvogel bei Gegenwind kaum vorankommt, kann er bei starkem Rückenwind doppelt so weit kommen.
Dr. Nilsson hofft, dass ihre Radarstudien das Verständnis dafür vertiefen können, wohin europäische Vögel fliegen und warum. Sie glaubt, dass dies wiederum die Politik und Planung verbessern kann, auch für die immer wichtiger werdende erneuerbare Energie, die durch Windkraftanlagen nutzbar gemacht wird.
Aufgrund von Einwänden von Naturschutzverbänden, die besorgt sind, dass Vögel durch Kollisionen mit Turbinen getötet werden, sind Windprojekte in Europa mit Verzögerungen bei der nationalen Genehmigung konfrontiert.
„Wir wissen nicht viel darüber, wo sie sich befinden, und das ist heutzutage von entscheidender Bedeutung, da wir ständig mehr Fragen von Entwicklern erhalten, wie zum Beispiel, in welcher Höhe die Vögel über meinen Windpark fliegen werden“, sagte Dr. Nilsson .
Sensorwahn
Eine weitere Informationsquelle über das Flugverhalten von Vögeln sind Sensoren. Im Rahmen des FLIGHT-Projektbefestigte Professor Emily Shepard Datenlogger an Vögeln, die sowohl auf Schlagflug als auch aufsteigend angewiesen sind.
Darunter waren die Andenkondore – Geier mit einer Flügelspannweite von über 3 Metern – die hervorragende Segelflieger sind. Laut Prof. Shepard, einem Ökologen an der Universität von Swansea, Großbritannien, sind die Vögel so gut im Hochfliegen, dass sie bei Nahrungsflügen nur 1 % der Zeit flattern, egal bei welchem Wetter
„Sie sind im Grunde darauf angewiesen, aufsteigende Luft zu finden, um herumzureisen“, sagte sie.
Prof. Shepard brachte Sensoren an, um die Flügelschläge, Richtung und Höhe der Andenkondore aufzuzeichnen. Als Teil von FLIGHT hat sie auch Tauben in Großbritannien und Deutschland als Beispiele für Vögel untersucht, die mit Flattern fliegen, und Rotschwanz-Tropikvögel auf Mauritius, die bei steigender Thermik zwischen Flattern und Aufsteigen wechseln.
Das Verfolgen der Bewegung von Vögeln hat sich „wie ein Schneeball entwickelt“, weil Sensoren durch Konsumgüter wie tragbare Uhren und Mobiltelefone miniaturisiert wurden, sagte sie. Sensoren können zeigen, wann und wie Vögel effizient fliegen – und interessanterweise, wann nicht. Tauben können bemerkenswert ineffizient sein, hat Prof. Shepard herausgefunden.
Sie sieht in dieser Forschung viel versprechend für den Vogelschutz, weil die Entwicklung der Infrastruktur und der Klimawandel die Flugrouten und die Anstrengung der Vögel beeinflussen.
„Es wird angenommen, dass die Menge an Energie, die Vögel im Flug verbrauchen, ein wichtiger Faktor dafür ist, wie viel Energie sie jeden Tag verbrauchen“, sagte sie. „Wir versuchen zu verstehen, wie sich die Luftbewegung auf all diese Tiere auswirkt und welche Entscheidungen sie dann treffen, um zu beeinflussen, wohin sie fliegen.“
Wie viel Energie ein Vogel genau verbraucht, will sie aufklären.
Entlarvt
In den 1970er Jahren wurde in Experimenten gemessen, wie viel Energie verbraucht wird, wenn man Vögeln Masken anpasst und die von ihnen ausgeatmete Luft untersucht. Der CO2-Gehalt kann Wissenschaftlern sagen, wie viel Sauerstoff die Vögel verbrennen.
„Es war genial“, sagte Prof. Shepard. „Aber Vögel fliegen normalerweise nicht mit daran befestigten Masken und Schläuchen.“
Sie probiert nun neue Wege aus, solche Messungen ohne Masken vorzunehmen.
Ihr Team hat gezeigt, dass es einzelne Atemzüge von Vögeln, die so klein wie Zebrafinken sind, im Ruhezustand messen kann. Ein Trainer in Swansea – Kim Toogood – hat Tauben trainiert, in einem Windkanal in Swansea zu fliegen, und Prof. Shepard plant zu messen, wie viel Energie diese Vögel beim Fliegen verbrauchen und wie dies mit den Tag-Daten übereinstimmt.
Eine von vielen Fragen: Könnten vom Menschen verursachte Veränderungen in der Luftumgebung die Energie beeinflussen, die Vögel für den Flug verbrauchen? Prof. Shepard hofft, es herauszufinden.