Zugvögel legen oft lange Strecken zwischen ihren Brutgebieten und ihren Winterquartieren zurück. Einige Arten, darunter der Atlantiksturmtaucher (Puffinus puffinus) pendeln sogar mehrfach im Jahr hunderte Kilometer zwischen ihren Kolonien in Großbritannien und besonders ergiebigen Futterstellen im Atlantik. Zur Orientierung verlassen sich die geflügelten Fernreisenden auf verschiedene sich ergänzende Hinweise, darunter das Magnetfeld der Erde, Landschaftsmerkmale, geruchliche Informationen sowie auf den Stand der Sonne.
Wenn die innere Uhr nachgeht
„Um die Sonne als konsistenten Kompasshinweis nutzen zu können, müssen Tiere ihren Kurs relativ zur Sonne anpassen, während diese im Laufe des Tages über den Himmel wandert“, erklärt ein Team um Patrick Lewin von der University of Oxford. „Diese ‚Zeitkompensation‘ wird direkt von einer inneren Uhr gesteuert, die anhand externer Hinweise – vor allem Morgen- und Abenddämmerung – auf die Ortszeit kalibriert wird.“
Aber was passiert, wenn die Vögel bei ihren Reisen zwischen Ost und West innerhalb eines Tages so weit fliegen, dass der Sonnenstand nicht mehr zu der morgendlich kalibrierten Zeit passt? „Eine Längengradverschiebung innerhalb eines einzigen Tages kann zu einer Diskrepanz zwischen der inneren Uhr und der äußeren Zeit führen“, schreiben Lewin und seine Kollegen. „Durch Bewegung verursachte Zeitverschiebungen könnten alle Verhaltens- oder physiologischen Prozesse beeinflussen, die von der endogenen Uhr gesteuert werden, was bei Zugvögeln zu ähnlichen negativen Auswirkungen führen könnte wie der Jetlag bei Menschen.“
Vogelzug mit Zeitverschiebung
Um einem solchen möglichen Jetlag bei Vögeln auf die Spur zu kommen, verfolgten die Forschenden mithilfe von GPS-Trackern die Flugrouten von 1045 freilebenden Atlantiksturmtauchern auf insgesamt 3688 Futtersuche-Flügen. Dabei fokussierten sie sich auf die Rückflüge zur Heimatkolonie, da diese ein eindeutig definiertes Ziel hatten. Und tatsächlich: Auf der Reise von West nach Ost ging die innere Uhr der Vögel offenbar zunehmend nach. Entsprechend wichen sie im Laufe eines Tages um bis zu 15 Grad im Uhrzeigersinn von ihrer eigentlichen Route ab – etwa ein Grad pro Längengrad.
Diese Abweichungen stimmen den Forschenden zufolge gut mit Vorhersagen zu einem verschobenen Sonnenkompass überein. Alternative Erklärungen – etwa Abweichungen beim Magnetfeld – passten dagegen nicht zu den beobachten Flugrouten. Kamen die Sturmtaucher auf ihrer Reise schließlich in die Nähe der Küste, die ihnen zusätzliche Anhaltspunkte zur Orientierung bot, korrigierten sie ihre Route. Doch selbst dann nahmen sie nicht die direkte Route zu ihrem Ziel, sondern ließen sich zusätzlich weiter von ihrem Sonnenkompass leiten.
„Dies deutet darauf hin, dass Sturmtaucher den Sonnenkompass in Kombination mit kompassunabhängigen Mechanismen entlang von Küstenlinien nutzen, selbst wenn diese Mechanismen im Widerspruch zueinander stehen“, schreiben die Forschenden.
Bewegen sich die Vögel von West nach Ost, geht ihre innere Uhr gegenüber dem Sonnenstand nach. Dadurch verschiebt sich ihre Flugroute im Uhrzeigersinn. — © Lewin et al./ Science
Jetlag mit Folgen
Für die Sturmtaucher bedeutet der verstellte Sonnenkompass nur eine geringfügige Verlängerung ihrer Reise, die wahrscheinlich ökologisch wenig relevant ist. Bei Zugvögeln dagegen, die viele tausend Kilometer zurücklegen und dabei womöglich nicht die Gelegenheit haben, ihre jeweils aktuelle Position mit der beabsichtigten Route abzugleichen, könnten solche Navigationsfehler in Summe dazu führen, dass sie ihr Ziel um hunderte Kilometer verfehlen.
„Diese Zeitverschiebungen haben daher das Potenzial, die Muster globaler Wanderungen zu prägen oder die Entwicklung alternativer Orientierungsmechanismen zu begünstigen“, erläutern Lewin und seine Kollegen. Aus ihrer Sicht könnte der verschobene Sonnenkompass ein aussagekräftiges Mittel sein, um Jetlag-Phänomenen bei Tieren auf die Spur zu kommen. „Unsere Ergebnisse eröffnen neue Wege für die chronobiologische Forschung in freier Wildbahn und legen nahe, dass schnelle longitudinale Bewegungen auch andere, von der inneren Uhr gesteuerte Prozesse beeinflussen können.“
Quelle: Patrick Lewin (University of Oxford, UK) et al., Science, doi: 10.1126/science.adz2542
