Wie große Truthahngeier in der Luft bleiben

Bergwanderungen sind belebend. Frische Luft und klare Sicht können die Seele erfrischen, doch dünne Luft stellt für Hochgebirgsvögel eine zusätzliche Herausforderung dar. „Wenn sonst alles unverändert bleibt, erzeugen Vogelflügel in dünner Luft weniger Auftrieb“, sagt Jonathan Rader von der University of North Carolina (UNC) in Chapel Hill, USA, was es für sie schwieriger macht, in der Luft zu bleiben.

Doch das scheint sie nicht abzuschrecken. Streifengänse, Kraniche und Pfuhlschnepfen haben Höhenrekorde von 6.000 m und mehr verzeichnet. Wie also schaffen sie es, in die Luft zu steigen, wenn die dünne Luft kaum Auftrieb bietet? Eine Möglichkeit wäre, dass Vögel in großen Höhen einfach schneller fliegen, um die geringere Luftdichte auszugleichen. Es war jedoch nicht klar, ob Vögel, die von Natur aus in einem breiten Höhenbereich leben, vom Meeresspiegel bis zu den höchsten Gipfeln, ihre Fluggeschwindigkeit möglicherweise feinabstimmen, um die dünne Luft auszugleichen.

„Truthahngeier sind in ganz Nordamerika verbreitet und bewohnen Höhenlagen bis auf über 3.000 m“, sagt Rader. Deshalb beschlossen er und Ty Hedrick (UNC-Chapel Hill), herauszufinden, ob Truthahngeier (Cathartes aura), die in unterschiedlichen Höhenlagen leben, je nach Höhe unterschiedlich schnell fliegen.

Sie veröffentlichen die Entdeckung in Zeitschrift für experimentelle Biologie dass Truthahngeier in großer Höhe schneller fliegen, um den fehlenden Auftrieb auszugleichen, der durch das Fliegen in dünner Luft entsteht.

Zunächst musste das Duo Drehorte in mehreren tausend Metern Höhe auswählen und so begannen sie, die fliegenden Geier auf der örtlichen Mülldeponie von Orange County (80 m über dem Meeresspiegel) zu filmen. „Geier auf einer Mülldeponie … wer hätte das gedacht?“, lacht Rader.

Anschließend zogen sie in Raders Heimatstaat Wyoming um, besuchten Alcova (1600 m) und landeten schließlich auf dem Campus der University of Wyoming in Laramie (2200 m).

An jedem Standort installierte das Duo drei synchronisierte Kameras mit freier Sicht auf einen Baum, in dem sich eine Kolonie von Truthahngeiern befand, und war bereit, die Flüge der Geier auf ihrem Heimflug am Ende des Tages in 3D zu filmen.

„Wyoming ist bekannt für seinen Wind und die Gefahr nachmittags zu Gewittern“, erklärt Rader und erinnert sich daran, wie sie von Stürmen vom Dach des Gebäudes für Biowissenschaften der University of Wyoming vertrieben wurde und der Wind die Aufnahmen der fliegenden Vögel verwackelte, weil er die Kameras erschütterte.

Zurück in North Carolina rekonstruierte Rader 2.458 Vogelflüge aus den Filmen und berechnete ihre Fluggeschwindigkeit, bevor er sie in die Luftgeschwindigkeit umrechnete, die zwischen 8,7 und 13,24 m/s lag. Er berechnete auch die Luftdichte an jedem Standort auf Grundlage der lokalen Luftdruckwerte und verzeichnete eine Veränderung von 27 % von 0,89 kg/m3 in Laramie auf 1,227 kg/m3 in Chapel Hill.

Nachdem Rader und Hedrick die Luftdichte zum Zeitpunkt des Fluges in einem Diagramm gegen die Fluggeschwindigkeit der Vögel aufgetragen hatten, konnten sie feststellen, dass die Vögel, die in Laramie auf 2.200 m Höhe flogen, im Allgemeinen etwa 1 m/s schneller flogen als die Vögel in Chapel Hill. Truthahngeier fliegen in größeren Höhen schneller, um in der Luft zu bleiben. Aber wie erreichen sie diese höheren Fluggeschwindigkeiten?

Rader schaute sich die Flugaufnahmen noch einmal an und suchte nach der verräterischen Auf- und Abbewegung, die anzeigen würde, wann die Vögel mit den Flügeln schlugen. Als er jedoch verglich, wie stark die einzelnen Vögel mit den unterschiedlichen Luftdichten schlugen, stellte er fest, dass die hochgelegenen Geier nicht mehr schlugen als die Vögel näher am Meeresspiegel. Sie veränderten also ihren Flügelschlag nicht, um die Auswirkungen der geringen Luftdichte auszugleichen.

Vielmehr ist es wahrscheinlich, dass die 2.200 m hoch gelegenen Vögel einfach deshalb schneller flogen, weil in dünner Luft weniger Luftwiderstand herrscht, der sie abbremsen könnte. So konnten die Laramie-Geier schneller fliegen als die Chapel-Hill-Vögel und kompensierten so den geringeren Auftrieb, den sie aufgrund der geringeren Luftdichte erzeugen.