Verhängnisvolle Verspätung

Und die Trauerschnäpper? „Auch sie starteten zeitiger mit dem Brüten: etwa einen halben Tag maximal bezogen auf einen Zeitraum von zwei Jahrzehnten“, sagt Christiaan Both. Die schnellsten Elternvögel erreichten das niederländische Brutgebiet am Ende des Beobachtungszeitraumes 16 Tage früher als ihre Vorfahren 20 Jahre zuvor. Und doch erscheint es wie der Wettlauf zwischen Hase und Igel – Gewinnen ist unmöglich: „Die Raupen passen sich den Auswirkungen des Klimawandels noch schneller an: Sie verpuppen sich im gleichen Zeitraum im Schnitt rund einen dreiviertel Tag pro Jahr eher.“ Die Zahlen zeigen: Die Zeiträume klaffen allmählich immer weiter auseinander. Auch das also wird deutlich: Der vom Klimawandel ausgelösten Anpassungsfähigkeit sind Grenzen gesetzt.

Die Forschung bezeichnet das Phänomen als „Mismatch“, auf Deutsch: Fehlanpassung. An etlichen Beispielen haben Wissenschaftler in den vergangenen Jahren zeigen können, dass dieses Problem rund um den Globus bei nahezu allen Tiergruppen gravierend zunimmt. Die sogenannte Match-/Mismatch-Hypothese wurde erstmals von David Cushing 1969 aufgestellt und 1990 von ihm und anderen erweitert. Es gelang damit zu erklären, warum verschiedene Jahrgänge von Fischarten – etwa der Hering in der Ostsee – stark schwankende Zahlen von Individuen hervorbrachten. Im Detail erfasste und beschrieb Cushing den Zusammenhang, der zwischen jenen Parametern besteht, die für die Eiablage vieler Meeresbewohner entscheidend sind, sowie dem Vorkommen und der Menge des Planktons als wichtige Nahrungsgrundlage der meisten Fischlarven.

Wie sehr die Effekte des Klimawandels solch ein im Laufe von Jahrmillionen artspezifisch herausgebildetes Timing bei den Prozessen rund um das Aufwachsen des Nachwuchses nachhaltig stören können, erleben auch Tiere, die ihr ganzes Leben nahezu am selben Ort verbringen – Rehe beispielsweise. Forscher in Frankreich um Floriane Plard und Jean-Michel Gaillard vom Laboratoire Biométrie et Biologie Évolutive der Universität Lyon haben jüngst die Entwicklung über den Zeitraum von 25 Jahren für die Region Champagne im Nordosten des Landes nachgezeichnet. In diesem Zeitraum stieg dort die Temperatur um rund 1,5 Grad Celsius – mit der Folge, dass die Futterpflanzen der Ricken inzwischen zwei Wochen früher ihren Wachstumsgipfel erreichen als zu Beginn des Analysezeitraums. Hingegen blieb die Geburtszeit der Kitze fast durchweg auf den Tag genau unverändert. Die Folge: Der Ernährungsstatus der Muttertiere ist schlechter als einst – und mit ihm sinkt auch die Widerstandskraft der Kitze. Dennoch gebären Rehe scheinbar unbeirrt zu diesem Zeitpunkt. Für die Forscher ist mit dem Stichwort Mismatch die Frage nach dem Grund für den deutlichen Bestandsrückgang der Tiere dieser Region beantwortet.

Ähnliches haben Eric Post und Mads Forchhammer von der University of California in Davis, USA, für Rentiere beschrieben. Auch in Nordskandinavien und Alaska erreichen die Nahrungspflanzen der großen Hirschartigen temperaturverursacht ihr Hoch immer früher. Damit entsteht eine zeitliche Kluft zu den strikt an der Tageslichtlänge orientierten Zeugungs- und Geburtsterminen für den Nachwuchs der Tiere. Diese Ereignisse bleiben über die Zeit offenkundig stabil.

Langstreckenzieher sind die Verlierer

Doch am gravierendsten zeigt sich das Mismatch bei Zugvögeln, vor allem bei den Langstreckenziehern unter ihnen wie dem Trauerschnäpper. In sein Brutgebiet zurückgekehrt, findet er immer häufiger die gewohnten Aufzuchtstätten für seine Nachkommenschaft besetzt vor. Konkurrenten sind hier vor allem die in heimischen Gefilden überwinternden Standvögel, die sich meist gut dem variablen Frühlingsbeginn anpassen und wenn möglich eher zu brüten beginnen. Selbst Kurzstreckenzieher vermögen zeitlich weit flexibler zurückzukehren oder überwintern zumindest in Teilen der Population vor Ort oder auf halber Strecke.

Dabei entstehen auch neue Konflikte, wie Jelmer Samplonius von der Universität Groningen zu seinem und der Fachwelt Erstaunen beobachtet und – inzwischen unterfüttert von einer Studie – festgehalten hat: „Kohlmeisen töten Trauerschnäpper häufig im Kampf um Nistgelegenheiten. Wenn ein verspätet eintreffender Schnäpper nichtsahnend einen Nistkasten mit einer Kohlmeise darin aufsucht, hat er keine Chance.“ Die Meisen fügten den Eindringlingen schwere Kopfwunden zu, die tödlich sind. „Wir haben zudem mitverfolgt, dass sie das Gehirn der Schnäpper fressen“, ergänzt der Forscher um eine neue spektakuläre Beobachtung. Auch an das vorgezogene Raupen-Nahrungshoch hätten sich die Meisen wesentlich besser angepasst.

Der Klimawandel wirkt auch unmittelbar negativ. Die Reise etwa des Trauerschnäppers wird zusehends beschwerlicher, weil sich die Wüstengebiete ausdehnen. Immer weniger der zierlichen Vögel bauen ausreichend Energiereserven auf, um die lange Reise von südlich der sich stetig verbreiternden Sahelzone bis in den hohen Norden zu bewältigen. Gleiches gilt für den Gartenrotschwanz und den Waldlaubsänger, deren Bestände sich ebenfalls schleichend verringern.

Als besonders große Gruppe sind Meeres- und Seevögel vom Mismatch bedroht. Der auf Helgoland an den steil aufragenden Felswänden in Kolonien brütenden Trottellumme geht allmählich ihre Hauptnahrung aus: Heringe und Sandaale. Die kleinen Beutetiere sind nicht nur Opfer einer zunehmenden Überfischung, sondern verschwinden auch, weil die Temperaturen im Nordatlantik und in der Nordsee steigen. In den Jahren 2015 und 2016 wurden tote Trottellummen nicht nur wie schon in den Jahren zuvor an Helgolands Küste angeschwemmt, sondern zu Zehntausenden auch an Nordamerikas Westküste. Sie waren in einer riesigen Warmwasserblase im Pazifik verhungert.

Dass ein Zusammenhang zwischen Temperatur und schlagartig zusammenbrechender Nahrungskette besteht, gilt seit den Ereignissen jener Wochen als belegt: Als die Forscher auf Spurensuche gingen, stellten sie fest, dass eine eigentlich in großen Mengen vorkommende Leibspeise der Sandaale vollständig verschwunden war: der Ruderfußkrebs Calanus finmarchicus, der kühle Meerestemperaturen zum Leben benötigt.

Auch für die Gewässer vor der deutschen Nordseeküste haben Forscher vielfach gezeigt, wie sehr sich in dem allmählich erwärmenden Meer sowohl die Menge an Kleinstlebewesen ändert als auch deren Zusammensetzung im Plankton, das am Beginn der Nahrungskette steht. Wenn aber Hering, Sandaal oder andere Fische nicht mehr ausreichend Beute finden, wandern sie gen Norden, in kältere Gefilde. Viele Räuber, die wie einige Vogelarten nicht im Wasser leben, schaffen das irgendwann nicht mehr. Ihnen wird der Weg zu lang. Was sie bis zu diesem Zeitpunkt bereits an Energie zusätzlich verbraucht haben, fehlt ihnen womöglich, um Junge aufzuziehen. Das zeigt sich bei den Lummen, deren Bestände ebenso sinken wie die der Papageientaucher.

Maria Dias von Birdlife International im britischen Cambridge veröffentlichte im August 2019 eine umfangreiche Erhebung über die größten Bedrohungen für Seevögel. Danach werden 165 von 360 in der Publikation betrachteten Arten von meist durch den Menschen eingeschleppten Feinden wie Ratten oder Mäusen in ihren Nestern getötet, bedroht oder ausgeraubt. Rund 130 Arten sind Opfer der modernen Fischereiwirtschaft, und auf Platz drei folgt bereits der Klimawandel samt Begleiteffekten, etwa steigenden Wassertemperaturen. Ernsthaft bedroht in ihrem Bestand sind laut der Studie 96 Seevogelarten. Das Team um Maria Dias hält jeden zweiten der schätzungsweise 850 Millionen Seevögel der Weltmeere für stark gefährdet.

In Gefahr sind vor allem Arten, deren Ankunft im Zielgebiet so minutiös erfolgt, dass man nach ihnen den Kalender stellen könnte. So landet etwa der Felsenpinguin jedes Jahr am 5. Oktober zum Brutbeginn in Patagonien, höchstens einen Tag früher oder später. Schwankt dann das Nahrungsangebot aufgrund nur leicht gestiegener Meerestemperaturen, ist der Bruterfolg akut gefährdet. Pünktlich zu sein, war einst eine erfolgreiche Strategie im Tierreich. Pinguine und andere Lebewesen verließen sich bei gleich bleibenden Bedingungen auf das exakte Zusammenspiel biologischer Prozesse. Jetzt, da das lokale Klima aus den Fugen gerät, kann Pünktlichkeit tödlich sein.

Bedrohte Arktis-Vögel

Keine Region der Erde ist vom Klimawandel so stark betroffen wie die Arktis. Und die Mismatch-Effekte schaden den Vögeln dort in besonderem Maße. Nur der kurze arktische Sommer hält für die Tiere ausreichend Nahrung bereit. Wie kaum andere Lebewesen auf der Erde sind sie gezwungen, den Höhepunkt ihres Jahreszyklus punktgenau darauf auszurichten. „Schon geringfügige Verschiebungen in den Parametern wirken sich äußerst negativ aus“, hat der niederländische Biologe Jan van Gils beobachtet. Ein Beispiel: der kleine Wattvogel Knutt. Van Gils‘ Messungen ergaben einen dramatischen Befund für jene Jahre, in denen eine frühere Schneeschmelze durch Wärmeperioden einen Nahrungs-Mismatch bewirkte: Die Knutt-Nachkommen blieben kleiner als ihre in „klimatisch normalen“ Jahren geschlüpften Artgenossen. „Selbst durch den Nahrungsmangel nur geringfügig leichtere Jungvögel waren beim ersten Zug ins Tausende Kilometer entfernt gelegene Zielgebiet Westafrika körperlich schwächer und mehr gefährdet“, sagt van Gils. Zudem hatten sie einen deutlich kürzeren Schnabel ausgebildet – ein zusätzliches Handicap bei der Nahrungsaufnahme. Denn mit dem kürzeren Schnabel erreichen sie nicht die im Watt in einigen Zentimetern Tiefe lebenden nahrhaften Glänzenden Mondmuscheln.

Veränderte Tagesrhythmen

Bisher selten beschrieben wurden tagesrhythmische Mismatch-Effekte. Steigende Temperaturen lassen in einigen Regionen Afrikas manche Tiere für die Nahrungsaufnahme in die Nacht oder die Tagesrandzeiten ausweichen. Bislang fraßen die meisten Beutetiere tagsüber, da sie Raubtiere dann mit mehr Sinnen gut erfassen können: Sie riechen, hören und sehen ihre Fressfeinde besser. Auch hier funktionieren über Jahrmillionen entstandene, evolutionär verankerte Prozesse nicht mehr.

In der afrikanischen Kalahari-Wüste etwa geraten zahlreiche Antilopenarten nun übermäßig in Gefahr, von Raubkatzen oder Hyänen gefressen zu werden. Diese kritischen Verhaltensänderungen haben Forschende des Berliner Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung mit Wissenschaftlern der Universität Johannesburg in Südafrika untersucht. Sie stellten fest, dass sich die grundlegenden Änderungen in den Verhaltensmustern innerhalb weniger Jahre manifestiert haben.

Biologen befürchten gerade durch diesen Mismatch-Effekt einen merklichen Artenschwund. So wird in einer begleitenden Studie auf Basis einer Modellierung hochgerechnet und prognostiziert, dass eine Erwärmung um wenige Grad Celsius zu einem Verlust von zwei Dritteln all jener Tierarten führen könnte, die heute auf dem Gebiet des Krüger Nationalparks im Nordosten Südafrikas leben. Bereits jetzt ist ein Teil der vor wenigen Jahren dort noch lebenden Tierarten gänzlich verschwunden.

Gelingt der Wettlauf mit der Zeit?

Doch es gibt auch Hoffnungsvolles zu berichten: So zeichnen finnische Forscher um Toni Laaksonen von der Universität Turku unter dem Begriff der Unterwegsbeschleunigung ein komplexeres Bild von der Lage der Trauerschnäpper. Der Effekt der Unterwegsbeschleunigung kommt in Deutschland durch die in den vergangenen Jahren stets recht warmen Tage im April zustande. Denn diese Großwetterlage ermutigt die Vögel offenbar dazu, schneller weiterzuziehen. Der skandinavische Mai wiederum zeigte sich zuletzt recht kühl, entsprechend gering war der Vorsprung der Vegetation – kein oder kaum ein zeitiger Frühling dort also. Geringe Klimawandeleffekte am Zielort und ein unterwegs durch Erwärmung beschleunigter Zug der Langstreckenflieger bewirken, dass die Vögel zur Brut das normale Maß an Nahrung vorfinden und sich Mismatch-Effekte nach Aussage der heimischen Forscher bei der finnischen Population des Trauerschnäppers kaum feststellen lassen.

Ist Kompensation der enteilten Zeit also doch möglich? Viele Vogelarten versuchen es jedenfalls, neben dem Trauerschnäpper lernt auch der Wattvogel Knutt dazu. Er kehrt mittlerweile immer ein bisschen eher in sein Sommergebiet, die Arktis, zurück – durchschnittlich 0,25 Tage pro Jahr. Und doch enteilt dem kleinen Wattläufer der Frühlingsbeginn, denn der verlagert sich jährlich um einen halben Tag nach vorn.

Die Strategie funktioniert also nicht durchweg – und sie fordert auch ihren Tribut. Weißwangengänse beispielsweise haben ihre Ankunftszeit in den vergangenen Jahren um 13 Tage vorverlegt – sie sparten Kurzhalte ein und verkürzten längere Stopps. Damit jedoch gefährden sie aus Sicht der Forschenden das Überleben ihrer Art: Die Vögel haben nicht mehr ausreichend energiespendende Reserven für den langen Weiterflug. Es fehlt ihnen dann häufig an Kraft und Energie für die Eiproduktion sowie im Zielgebiet für das Brüten und die anstrengende Zeit der Aufzucht.

Gerade wegen der nach langem Flug anstehenden kräftezehrenden Investitionen in den Nachwuchs sei der Verzicht auf Rast und Pausen eine energetisch bedenkliche Strategie, meinen Wissenschaftler. Ein Blick auf die akute Situation der auch Nonnengänse genannten Vögel gibt ihnen Recht: Sie erreichten zwar mittlerweile das Zielgebiet bis zu zwei Wochen früher als noch vor wenigen Jahren, seien bei ihrer Ankunft aber oft so entkräftet, berichten Vogelkundler mit großer Sorge, dass für viele Individuen an Eiablage, Brut und Aufzucht nicht mehr zu denken sei.

Zudem gilt auch für diese Taktik: Irgendwann stößt die Kompensationsstrategie an ihre Grenzen. Etliche Wissenschaftler wie Christiaan Both und Heiko Schmaljohann vom Institut für Vogelforschung in Wilhelmshaven meinen, das sich maximal 20 Tage „einsparen lassen“ – mehr sei für gleich welche Art nicht verkraftbar. Manche Langstreckenzieher haben dieses Potenzial schon ausgeschöpft.