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Gut gekleidet und auf der Tanzfläche ein Hero – so machte John Travolta in „Saturday Night Fever“ Eindruck, auf der Kinoleinwand und beim Publikum. Bei Vögeln ist es ganz ähnlich: Ein attraktives Gefieder wirkt im Zusammenspiel mit akrobatischen Einlagen. Wie sich diese Balzvorführungen evolutionär entwickeln, untersuchte nun eine internationale Studie unter Beteiligung des Konrad-Lorenz-Instituts für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni anhand des Manakins, einem in den amerikanischen Tropen verbreiteten Vogel.

In ihrer Studie untersuchten die Wissenschafter:innen Variationen im ausgeklügelten Balzverhalten von Goldkragen-Manakins (Manacus vitellinus) und Weißkragen-Manakins (Manacus candei) und ihren Kreuzungen („Hybriden“). Sie konzentrierten sich dabei auf eine Hybridpopulation von einer kleinen Insel vor der Küste Panamas.

Balztanz schlägt genetische Ähnlichkeit

Dabei bestätigte sich zunächst, dass diese Vögel genetisch sowohl den Festlandhybriden als auch ihren Weißkragen-Manakin-Elternarten ähnlich ist. Danach analysierte das Forschungsteam den Balztanz. Dieser wird innerhalb eines durch kleine Schösslinge abgegrenzten Areals aufgeführt, welches das balzende Männchen vor seinem Tanz säubert („Jump-Snap-Routine“).

Die überraschende Erkenntnis: Hybride Männchen vollführten trotz ihrer genetischen Ähnlichkeit mit Weißkragen-Manakins wichtige Tanzmanöver wie Goldkragen-Manakins. Andere Elemente ihrer Tanz-Präsentation führten die Hybriden auf eine Weise aus, die sich entweder nicht von der ihrer Weißkragen-Manakin-Eltern unterschied oder ein Mix des Balztanzes beider Elternpopulationen war.

Modulare Evolution als Reaktion auf sexuelle Selektion

Doch warum ähnelt der Balztanz hybrider Männchen dem von Goldkragen-Manakins, obwohl der genetische Hintergrund eher mit Weißkragen-Manakins übereinstimmt? Die Studienautor:innen vermuten, dass ausgewählte Komponenten der Tanzroutinen von Goldkragen-Manakins durch Weißkragen-Manakins gezielt übernommen wurden.

Studien-Letztautor Leonida Fusani, Leiter des Konrad-Lorenz-Instituts für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni, erklärt diesen Vorgang evolutionär: „Wir stellen die Hypothese auf, dass eine solche modulare Evolution als Reaktion auf die sexuelle Selektion erfolgt, wodurch sich spezifische Komponenten der Tanzroutine des Vogels verschieben, um eine umfassende Veränderung seines funktionellen Erscheinungsbildes zu bewirken.

Kreuzungen helfen, die Entwicklung sexueller Merkmale besser zu verstehen

Ein Hauptziel der Evolutionsbiologie ist es zu verstehen, wie sexuelle Merkmale entstehen und sich zwischen Populationen verändern. Eine Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, sexuelle Merkmale bei eng verwandten Arten und ihren Hybriden zu untersuchen. Die nun im führenden Fachjournal „Animal Behaviour“ veröffentlichte Studie nützte diesen Ansatz, um die Entwicklung von ausgeklügelten Verhaltensdarstellungsmerkmalen zu untersuchen, die während der Braut-Werbung von Vögeln verwendet werden.

Der Artikel „Beyond plumage: acrobati c courtship displays show intermediate patt erns in manakin hybrids“ von Julia Barske, Matthew J. Fuxjager, Claudio Ciofi, Chiara Natali, Barney A. Schlinger, Tim Billo und Leonida Fusani wurde in „Animal Behaviour“ veröffentlicht.

Video vom Balzritual

Wissenschaftlicher Artikel

2023-05-11

Biologger werden auf Vögeln häufig zu Forschungszwecken angebracht und sammeln wichtige Daten. Anhand des Waldrapps – einem vom Aussterben bedrohten Vogel – untersuchte ein Forschungsteam unter Leitung des Forschungsinstituts für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Vetmeduni nun im Windkanal den aerodynamischen Einfluss dieser Apparate. Dabei zeigte sich, dass sich die Geräte massiv auf den Energieverbrauch und die zurückgelegten Flugdistanzen auswirken. Durch aerodynamische Optimierung und die richtige Positionierung am Körper der Vögel lassen sich jedoch die nachteiligen Effekte deutlich reduzieren.

Bisher gibt es nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse zu den Auswirkungen von Biologgern auf die Aerodynamik und Hydrodynamik von Tieren. Das steht in deutlichem Kontrast zum intensiven Einsatz solcher Technologien bei wild lebenden Tieren. In letzter Zeit mehrten sich die Bedenken hinsichtlich der beeinträchtigenden Wirkungen dieser Geräte.

Während das Augenmerk lange ausschließlich auf Gewichtsreduzierung gerichtet war, untersuchten die Forscher:innen nun die aerodynamischen Effekte von Biologgern. Zu diesem Zweck wurden Waldrappe (Geronticus eremita) darauf trainiert, in einem Windkanal zu fliegen. Dabei wurden die Herzfrequenz und die dynamische Körperbeschleunigung (VeDBA; dynamic body acceleration) als Parameter für den Energieverbrauch in Bezug auf verschiedene Logger-Formen und Windströmungsrichtungen gemessen.

Der optimale Biologger: Hinten am Körper angebracht und aerodynamisch geformt

„Unsere Daten belegen, dass die Position von Biologgern die Flugdistanzen und die Form den Energieverbrauch erheblich beeinflussen. Ungünstige Form und Positionierung wirken sich nicht nur auf den Kraftaufwand beim Schlagflug aus. Der energetisch wahrscheinlich wichtigere Effekt besteht darin, dass die Geräte die Gleit- oder Höhenflugfähigkeit des Vogels beeinträchtigen und ihn so dazu zwingen, den energetisch viel anspruchsvolleren Schlagflug häufiger durchzuführen“, fasst Studien-Erstautorin Ortal Mizrahy-Rewald vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie die zentralen Studienergebnisse zusammen. 

Eine ergänzende Studie mit wilden Waldrappen während des Frühjahrszugs belegt, dass die Position der Geräte auf dem Rücken der Vögel die Länge der Flugetappen beeinflusst. „Vögel, die die Geräte oben auf dem Rücken trugen, hatten signifikant kürzere Flugphasen im Vergleich zu Vögeln mit einem weiter hinten positionierten Gerät“, so Ortal Mizrahy-Rewald.

Geringer Aufwand, um schädliche Wirkungen zu reduzieren

Durch eine konsequent aerodynamische Gestaltung des Gehäuses und eine verstärkte Berücksichtigung der Aerodynamik beim Anbringen des Gerätes lassen sich laut den Wissenschafter:innen schädliche Wirkungen mit geringem Aufwand reduzieren. Bei Vögeln ist die Befestigung von Biologgern über Beinschlaufen am unteren Rücken der üblichen Befestigung über Flügelschlaufen am oberen Rücken eindeutig vorzuziehen. Allerdings kann die Bedeutung eines verringerten Luftwiderstands variieren, da je nach verwendetem System die Vorteile eines Biologgers in der Nähe des Schwerpunkts den Nachteil durch den erhöhten Luftwiderstand überwiegen können.

Der Artikel „The impact of shape and attachment position of biologging devices in Northern Bald Ibises“ von Ortal Mizrahy‑Rewald, Natalie Winkler, Frederik Amann, Katharina Neugebauer, Bernhard Voelkl, Herwig A. Grogger, Thomas Ruf und Johannes Fritz wurde in „Animal Biotelemetry“ veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel

2023-05-08

Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter Leonida Fusani und Ivan Maggini vom Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni, führte eine Literaturrecherche über die Reaktion tropischer Vögel auf thermische Schwankungen durch, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Anfälligkeit für warme Bedingungen lag. Das Team verwendete einen integrativen oder synthetischen Review-Ansatz, bei dem Online-Datenbanken nach relevanten Studien durchsucht wurden. Sie analysierten die empirischen Daten aus den abgerufenen Studien und verknüpften sie mit den physiologischen Prozessen, die Anfälligkeit oder Resilienz verleihen können, um Fragen zur thermischen Toleranz tropischer Vögel und ihrer Anfälligkeit für die globale Erwärmung zu beantworten.

Die Wissenschaftler untersuchten den Einfluss mikroklimatischer Veränderungen, etwa durch Landnutzungsänderungen und Feuchtigkeit, auf die physiologische Vulnerabilität. Sie identifizierten Wissenslücken und schlugen zukünftige Forschungsrichtungen vor, um umfassende Analysen der Anfälligkeit tropischer Vögel für die Auswirkungen der globalen Erwärmung zu leiten. Das Team betonte, wie wichtig es ist, die Wissenslücke über die physiologische Reaktion tropischer Vögel auf die globale Erwärmung zu schließen, bevor versucht wird, Verteilungsumlagerungen mit thermischer Empfindlichkeit in Beziehung zu setzen, wie zuvor empfohlen.

Sie konnten bestätigen, dass die Annahme, dass tropische Arten aufgrund ihrer geringen physiologischen Fähigkeit, Temperaturschwankungen standzuhalten und sich unter den aktuellen klimatischen Bedingungen an ihre Grenzen der Hitzetoleranz zu begeben, empfindlicher auf den Klimawandel reagieren kein grundlegendes Merkmal tropischer Vögel ist, wie Belege aus der Literatur zeigen. Während Umlagerungen auf Gemeinschaftsebene wie biotischer Abrieb und Höhenverschiebungen bei Vögeln beobachtet wurden, gibt es keinen konsistenten Beweis für eine direkte physiologische Empfindlichkeit gegenüber Erwärmung. Bevor die Beziehung zwischen Verteilungsänderungen und thermischer Empfindlichkeit bei tropischen Vögeln untersucht wird, ist es wichtig, das Verständnis bezüglich ihrer physiologischen Reaktion auf die globale Erwärmung zu erweitern.

Weitere Forschung ist erforderlich, um zu verstehen, wie sich unterschiedliche ökologische Kontexte auf die Reaktion von Populationen und Arten auf die Erwärmung auswirken, was ein besseres Verständnis der aktuellen und zukünftigen Neuordnung von Gemeinschaften bei tropischen Vögeln ermöglichen würde. Es wird vorhergesagt, dass tropische Gemeinschaften stärker vom Klimawandel betroffen sein werden als solche in höheren Breiten, was zu häufigen Umverteilungen tropischer Gemeinschaften und Umsätzen führen würde, die wärmeangepassten Arten zugute kommen. Dies würde zu einer Thermophilisierung von Gemeinschaften führt. Während allgemein angenommen wird, dass die thermische Empfindlichkeit der Hauptgrund für diese Umlagerungen ist, sind empirische Beweise aus physiologischen Studien begrenzt, insbesondere für tropische Endothermen wie Vögel.

Die Forscher gehen davon aus, dass viele tropische Vogelarten eine ausreichende physiologische Widerstandsfähigkeit besitzen, um thermischen Schwankungen innerhalb des Bereichs vorhergesagter zukünftiger Erwärmungswerte standzuhalten. Tropenvögel sind durch kurzfristige Erwärmung physiologisch nicht unbedingt stärker bedroht als Vögel, die in anderen Breiten leben. Dennoch könnten einige Vogelarten in ariden Regionen außerhalb der Tropen, wie im südlichen Afrika, Australien, im nordamerikanischen Südwesten und auf der Iberischen Halbinsel, aufgrund steigender Temperaturen einer unmittelbaren Bedrohung ausgesetzt sein.

Diese Ergebnisse bedeuten jedoch nicht, dass tropische Vögel völlig unempfindlich gegen Erwärmung sind, insbesondere wenn die lokale Durchschnittstemperatur um 5 °C ansteigt, wie es in Worst-Case-Szenarien vorhergesagt wird. Zum Beispiel würden Vögel, die in offenen Gebieten leben und sich zur passiven Wärmeableitung auf Gradienten verlassen, ein höheres Maß an Hyperthermie benötigen, was sich als schwierig erweisen kann. (Hyperthermie ist ein Zustand, bei dem die Körpertemperatur über den normalen Bereich ansteigt. Bei Tieren, einschließlich Vögeln, kann dies auftreten, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, was zu Überhitzung und anderen physiologischen Belastungen führen kann.) Außerdem sind Vögel die in heißen und trockenen oder halb-trockene Umgebungen leben, in denen während Hitzewellen weniger oder keine Wasserquellen vorhanden sind, gleichermaßen anfällig. Darüber hinaus können klimabedingte Schwankungen der Niederschlagsregime intensivere Regen- und Trockenzeiten verursachen, die Häufigkeit stärkerer feuchter Hitzeereignisse verändern und die Trockenzeit verlängern.

Obwohl der Klimawandel ein erhebliches Problem darstellt, muss betont werden, dass der menschengemachte Verlust und die Zerstörung von Lebensräumen die größten unmittelbaren Bedrohungen für die biologische Vielfalt bleiben. Landnutzungsänderungen wirken sich nicht nur direkt auf die tropische Vogelvielfalt aus, sondern verstärken auch klimabedingte Bedrohungen, indem sie das Mikroklima verändern.

Um die Vielfalt tropischer Vögel zu schützen, bestehen die vielversprechendsten Ansätze darin, ausgedehnte Waldgebiete entlang ökologischer Gradienten zu erhalten und Landbewirtschaftungsstrategien zu verbessern.

Der Artikel "Physiologically vulnerable or resilient? Tropical birds, global warming, and redistributions" von Otto Monge, Ivan Maggini, Christian H. Schulze, Stefan Dullinger und Leonida Fusani wurde in Ecology and Evolution veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel

2023-04-24

Von 23.-30.04.2023 findet im Seewinkel die Pannonian Bird Experience (BEX) 2023 statt. Das Team der Österreichischen Beringungszentrale wird dort von 28.-30.04. mit der Schauberingung von Vögeln Teil des Programmes sein.

Vogelberingung hat auch am Neusiedler See eine lange Tradition. Neben dem eigentlichen Beringen werden die gefangenen Vögel auch gemessen und gewogen. Über längere Zeiträume hinweg erhält man so aufschlussreiche Daten über die verschiedenen Aspekte des Vogelzugs. Mit erfahrenen Vogelberinger:innen hat man hier auch die Möglichkeit, die Vögel einmal ganz aus der Nähe zu sehen.

Das gesamte Programm finden Sie auf der BEX Website.

2023-04-19

Wissenschaftler arbeiten seit langem daran, Vogelformationen, insbesondere Linienformationen, zu modellieren. In der wissenschaftlichen Literatur gibt es mehrere Versuche, Schwärme von Vögeln zu modellieren, die in einem Cluster fliegen (wie zum Beispiel die Schwärme von Staren, die aussehen, als würden sie am Himmel tanzen). Über Vögel, die in Reihenformation fliegen, gibt es jedoch wenig, da es ziemlich schwierig ist, Daten zu sammeln.

Im Rahmen eines vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF (Fördernummer FWF P 30620-BBL) und intramuralen Mitteln der Veterinärmedizinischen Universität Wien geförderten Projekts haben Forschende vom Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltenforschung der Veterinärmedizinischen Universität und der Universität Wien vom Team Waldrapp gesammelte Daten analysiert. Die Daten wurden gesammelt um einen Schwarm Waldrappe (Geronticus eremita) während der menschengeführten Migration nach Süden zu verfolgen und Daten zur Linienbildung zu sammeln. Die Daten wurden im Rahmen eines europäischen LIFE+-Projekts erhoben, mit 50 % Beitrag des LIFE-Finanzierungsinstruments der Europäischen Union (LIFE+ 12-BIO_AT_000143, LIFE Waldrappen) unter der Leitung des Waldrappteams.

Sobald die Daten gesammelt waren, mussten sie klassifiziert werden. Die Wissenschaftler:innen zeichneten auf, wann ein Vogel im Kielwasser einer anderen Person flog und wann nicht. Wenn ein Vogel fliegt und mit den Flügeln schlägt, erzeugt er Luftwirbel hinter sich: einen Abwind hinter dem Körper und zwei Aufwärtswinde an den Flügelspitzen. Wenn sich ein anderer Vogel positioniert, um den Aufwind einzufangen, dann fliegt er hinter dem anderen Vogel her. Dies geschieht, weil er dabei beim Fliegen an Auftrieb gewinnen und etwas Energie sparen kann. Wo genau diese Aufschwünge liegen, wie sie sich entwickeln, in welchem Ausmaß oder an welchen Grenzen, ist allerdings nicht so einfach zu bestimmen, weil sie unscharfe Grenzen haben. Daher ist es schwierig festzustellen, wann ein Vogel den Aufwind ausnutzt und wann nicht.

Die Forscher modellierten diese Wirbel mithilfe von Fuzzy-Logik, die hilft, vage und unsichere Konzepte zu modellieren. Außerdem erlaubt das Modell zu klassifizieren, ob ein Vogel hinter einem anderen Vogel herfliegt oder nicht.

Dies ist der erste Versuch in der wissenschaftlichen Literatur, Linienformationen zu modellieren. Weitere Schritte werden sein, das Modell anzuwenden, um zu untersuchen, ob Vögel, die so im Kielwind fliegen, Energie sparen, Bewegungsmuster während des Formationsflugs aufzudecken und soziale Interaktionen und deren Einfluss während der Flugformation zu untersuchen.

Der Artikel „Characterization of bird formations using fuzzy modelling“ von Elisa Perinot, Johannes Fritz, Leonida Fusani, Bernhard Voelkl und Marco S. Nobile wurde im Journal of the Royal Society Interface veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel

2023-04-13

Eine aktuelle internationale Studie unter Leitung des Konrad-Lorenz-Instituts für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni untersuchte die Auswirkungen von Drohnenflügen zu Forschungszwecken bei Geiern. Die Forscher:innen kommen zum Schluss, dass unbemannte Flugsysteme deutliche Vorteile gegenüber anderen Untersuchungsmethoden bieten. Andererseits bestehen Risiken durch potenzielle Störeffekte am Brutplatz der Greifvögel. Die Wissenschafter:innen empfehlen deshalb den Einsatz von Drohnen mit Augenmaß.

Geier zählen weltweit zu den am stärksten bedrohten Vogelarten und spielen am Ende der Nahrungskette eine einzigartige Rolle innerhalb von Ökosystemen. Für die Wissenschaft sind sie deshalb von großem Interesse. Besonders der Einsatz von Drohnen entwickelt sich in ihrer Erforschung rasant. Gründe sind der technologische Fortschritt, die Erschwinglichkeit und die einfache Zugänglichkeit. Allerdings gibt es eine Reihe von Faktoren, die beim Einsatz der unbemannten Flugsysteme zu beachten sind, um insbesondere die sensible Phase der Fortpflanzung der Vögel nicht zu stören.

Gefährliche Wissenslücke dringend schließen

„Die verringerte Störung von Wildtieren ist das Hauptargument für den Einsatz moderner Beobachtungs- und Fototechniken mit Drohnen. Die große Unbekannte sind aber die Reaktionen der Tiere und das Potenzial für langfristige negative Folgen. Um diese gefährliche Lücke zu schließen, empfehlen wir dringend, den Einsatz von Drohnen bei Tieren in Gefangenschaft und in freier Wildbahn zu dokumentieren. Außerdem brauchen wir einheitliche Richtlinien zum Drohneneinsatz, um Störungen und Vogelreaktionen wissenschaftlich eindeutig zu interpretieren“, fasst Studien-Erstautor Richard Zink vom Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung der Vetmeduni die wesentlichsten Ergebnisse zusammen.

Sicher ist sicher: Dosierter Einsatz von Drohnen ratsam

Richard Zink plädiert außerdem für einen dosierten Einsatz von Drohnen: „Aufgrund fehlender Daten zu langfristigen Störeffekten treten wir für das Vorsorgeprinzip ein. Durch Beachtung einer Reihe von artspezifischen Empfehlungen lassen sich die potenziellen negativen Auswirkungen von Drohnen begrenzen und ihr Wert für das Naturschutzmanagement maximieren. Insbesondere sollten die physiologischen und langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit und den Fortpflanzungserfolg von Geiern Berücksichtigung finden.“

Konkrete Empfehlungen an die internationale Scientific Community

Vor allem die hohe Empfindlichkeit und das territoriale Verhalten der meisten Geierarten stellen laut den Wissenschafter:innen erhebliche Herausforderungen an den Einsatz von Drohnen. Generell raten die Expert:innen vom regelmäßigen Einsatz von Drohnen für Nestkontrollen während der empfindlichsten Brutphasen sowie bei schlechtem Wetter ab oder wenn potenzielle Fressfeinde der Küken in der Nähe sind. „Wir fordern kein Verbot des Einsatzes von unbemannten Luftfahrzeugen für die Geierforscher, treten aber ausdrücklich für eine sorgfältige Prüfung der Umstände und eine sorgfältige Dokumentation der Auswirkungen ein“, betont Richard Zink, der für die Studie gemeinsam mit seinen Co-Autor:innen die aktuelle wissenschaftliche Forschung zu den Reaktionen europäischer Geier und anderer vergleichbarer Arten auf Drohnen analysierte.
 

Der Artikel „Assessing the potential disturbance effects on the use of Unmanned Aircraft Systems (UASs) for European vultures research: a review and conservation recommendations“ von Richard Zink, Elena Kmetova-Biro, Stefan Agnezy, Ivaylo Klisurov und Antoni Margalida wurde in „Bird Conservation International“ veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel

2023-04-12