(Nedi Kusnedi/Getty Images) Jedes Jahr wandern Milliarden von Singvögeln Tausende von Kilometern zwischen Europa und Afrika – und wiederholen diese Reise dann Jahr für Jahr erneut, um an genau demselben Ort zu nisten, den sie auf ihrer ersten großen Reise ausgewählt haben.
Das Bemerkenswerte Navigationspräzision Die Darstellung dieser winzigen Vögel – während sie allein über stürmische Meere, durch weite Wüsten und durch extreme Wetter- und Temperaturverhältnisse reisen – ist eines der bleibenden Geheimnisse der Verhaltensbiologie.
Wir wissen, dass Vögel so stark vom Wind heimgesucht werden, dass sie erheblich von ihrer Zugroute abgehalten werden ihren Kurs neu ausrichten wenn sie bereits eine Migration durchgeführt haben. Dies deutet darauf hin, dass die Navigationsfähigkeiten der Vögel – die zum Teil auf dem Kompasssinn basieren – einen Mechanismus umfassen, mit dem sie aus Teilen der Welt, die sie noch nie zuvor besucht haben, den Weg zurück nach Hause finden.
Jetzt, unsere neue Studie Forscher der eurasischen Rohrsänger haben herausgefunden, dass diese bemerkenswerte Fähigkeit eine „magnetische Karte“ erfordert, die wie unser menschliches Koordinatensystem funktioniert. Überraschenderweise ergab unsere Studie, dass diese Vögel das Magnetfeld von Orten verstehen, die Tausende von Meilen in einem Gebiet liegen, das sie noch nie zuvor besucht haben – was darauf hindeutet, dass einige Vögel über ein „globales GPS-System“ verfügen könnten, das ihnen sagen kann, wie sie von überall auf der Erde nach Hause kommen.
Gedächniskarten
Es ist seit langem bekannt, dass erwachsene Vögel eine Art Navigationskarte entwickeln, um ihnen bei der Wanderung zu helfen. Wie sie dies tun, ist weiterhin umstritten. Es wurden mehrere Hinweise vorgeschlagen als Wegweiser für Zugvögel – einschließlich Gerüchen, Infraschall und sogar Schwankungen der Schwerkraft.
Allerdings a Sammlung von Beweismaterial hat darauf hingewiesen, dass das Erdmagnetfeld eine der wahrscheinlichsten Lösungen für dieses Rätsel ist. Es wurde vermutet, dass verschiedene Parameter des Erdmagnetfeldes könnte ein Gitter bilden , denen Vögel folgen, von Nord-Süd- und Ost-West-Linien.
Das liegt daran, dass sowohl die magnetische Intensität (die Stärke des Magnetfelds) als auch die magnetische Neigung (der Winkel zwischen den Magnetfeldlinien und der Erdoberfläche, auch „Neigungswinkel“ genannt) ungefähr von Norden nach Süden verlaufen. Die magnetische Deklination – die Differenz zwischen der Richtung zum magnetischen Nordpol und dem geografischen Nordpol – liefert die Ost-West-Achse.
Obwohl man sich weitgehend darüber einig ist, dass bestimmte Vögel über das Erdmagnetfeld navigieren, haben die Wissenschaftler noch nicht genau herausgefunden, mit welchen sensorischen Geräten sie dies erkennen – oder ob mehrere Systeme zur Erfassung verschiedener Parameter des Feldes eingesetzt werden. Auch andere Tiere wie Schildkröten können das Magnetfeld wahrnehmen, es gelten jedoch die gleichen Unsicherheiten.
Unabhängig davon: Wenn Vögel gelernt haben, dass die magnetische Intensität zunimmt, wenn sie nach Norden fliegen, sollten sie in der Lage sein, ihre Position auf der Nord-Süd-Achse zu erkennen, wo auch immer sie sich gerade befinden. Ebenso sollten sie wissen, dass sie sich weiter östlich befinden, wenn sie einen Deklinationswert feststellen, der größer ist als alles, was sie zuvor erlebt haben. Auf dieser Grundlage, so die Theorie, können sie ihre Position im Raster berechnen und ihre Ausrichtung korrigieren.
Dies würde bedeuten, dass Vögel im Wesentlichen nach einem System navigieren, das unseren kartesischen Koordinaten ähnelt – der Grundlage der modernen GPS-Navigation. Wenn diese Koordinatentheorie korrekt ist, würde das bedeuten, dass Vögel in der Lage sein sollten, ihr Wissen über Magnetfeldparameter zu nutzen, um ihren Standort überall auf der Erde abzuschätzen – durch die Extrapolation oder Erweiterung ihrer Navigationsregeln.
Bisher gibt es jedoch keine eindeutigen Beweise dafür, dass Vögel das Magnetfeld auf diese Weise nutzen können. Aber unsere neue Studie auf dem wandernden Rohrsänger – oder dem Acrocephalus scirpaceus – ist der erste, der klare Beweise dafür vorlegt, dass sie dies tatsächlich tun können.
Unwahrer Norden
Um die Koordinatentheorie zu beweisen, verwendeten wir eine Technik namens „virtuelle Verschiebung“. Wir testeten das Orientierungsverhalten der Vögel, indem wir sie in einen kleinen Käfig namens „Emlen-Trichter“ setzten. Wenn ein Vogel versucht, aus dem Käfig zu fliegen, hinterlässt er Kratzer in der Richtung, in die er fliegen möchte.
Bemerkenswerterweise stellten wir fest, dass dies der Richtung entsprach, in die es in freier Wildbahn zu wandern versuchen würde, von der wir wissen frühere Experimente . Um zu testen, ob Vögel mithilfe von Magnetfeldern ihren Kurs vom Start an bestimmen, haben wir die Emlen-Trichter in eine „Helmholtz-Spule“ eingebaut – ein Gerät, das es uns ermöglicht, die Art des Magnetfelds in unmittelbarer Nähe des Vogels zu ändern.
Dabei haben wir eine virtuelle Verschiebung geschaffen. Der Vogel bewegt sich nicht: Er wird an der Stelle getestet, an der er gefangen wurde, wobei alle anderen Variablen gleich bleiben – mit Ausnahme des Magnetfelds, das wir so geändert haben, dass es einem Standort weit nordöstlich seines normalen Verbreitungsgebiets entspricht. Wir haben den Standort so gewählt, dass er weit außerhalb aller Magnetfelder liegt, die die Waldsänger zuvor erfahren hätten.
Nur wenn die Vögel in der Lage wären, ihren Standort anhand des Magnetfelds um sie herum zu kartieren, könnten sie ihre Verschiebung erkennen – und das taten sie auch, indem sie ihren Start verlagerten, um in der realen Welt in die „falsche“, aber in die „richtige“ Richtung zu fliegen in der magnetischen Welt, die wir um ihre Emlen-Trichter herum geschaffen hatten.
Beflügelt
Während dieser Hinweis für Rohrsänger und andere wandernde Singvögel relevant sein mag, ist er keineswegs das einzige von Vögeln verwendete Navigationssystem. Auch andere Vögel, darunter Seevögel und Brieftauben, wurden nachgewiesen erfordern olfaktorische Hinweise (Düfte und Gerüche) zum Navigieren. Zum jetzigen Zeitpunkt verstehen wir den Grund für diese unterschiedlichen Präferenzen nicht.
Und während wir dem Rätsel, wie Vögel mithilfe magnetischer Hinweise navigieren, näher gekommen sind, bleibt es immer noch ein Rätsel, wie sie das Magnetfeld wahrnehmen. Es wurde vermutet, dass Vögel magnetische Werte über ein lichtempfindliches Molekül namens Cryptochrom oder über Sinneszellen wahrnehmen, die magnetische Eisenoxidpartikel enthalten – für beides wurde jedoch noch kein endgültiger Beweis erbracht.
Verhaltensbeweise unterstreichen jedoch weiterhin, wie wichtig das Erdmagnetfeld ist, wenn es darum geht, einigen Vögeln dabei zu helfen, jedes Jahr ihre epischen Reisen zur Fortpflanzung zu unternehmen – und so ein globales Positionierungssystem bereitzustellen, das den Vögeln möglicherweise eine vollständige Navigationskarte der Welt liefert. 
Richard Holland , Professor für Tierverhalten, Fakultät für Naturwissenschaften, Bangor-Universität Und Dmitri Kischkinew , Dozent für Tierverhalten und Verhaltensneurowissenschaften, Keele-Universität .
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