Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Man muss flexibel sein

14.12.2007
Kanarengirlitze verlegen angesichts wachsender Grünpflanzen ihren Brutbeginn nach vorne

Viele Organismen messen Veränderungen in der Tageslänge, um sich frühzeitig an die bevorstehenden Jahreszeiten anpassen zu können. So wird insbesondere der Brutbeginn im Frühjahr sehr strikt durch die Photoperiode gesteuert. Freilandbeobachtungen haben jedoch Hinweise geliefert, dass auch saisonal brütende Vogelarten andere Umweltfaktoren miteinbeziehen und somit ihre Anpassungsfähigkeit steigern können. In einer über mehrere Jahre laufenden Langzeitstudie konnten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen nun unter kontrollierten Bedingungen die Faktoren untersuchen, die dieses adaptive Verhalten ermöglichen (Journal of Biological Rhythms, December 2007)


Kanarengirlitz-Männchen auf Ilhéu Chão auf einem Strauch des Madeira Beifuß. Bild: MPI für Ornithologie

Leben wird durch zeitliche Rhythmen bestimmt: Wir stehen morgens auf und gehen am Abend ins Bett. Das ist der Tag-Nacht-Zyklus. Im Sommer, wenn es länger hell ist, gehen wir etwas später, im Winter, wenn es schneller dunkel wird, eher früher Schlafen. Das sind Reaktionen auf die saisonale Änderung der Tageszeitenlänge - sofern wir diese in einer nahezu ständig künstlich beleuchteten Umwelt überhaupt noch wahrnehmen. Sie sind für uns auch nicht mehr so wichtig, ist es dem Menschen doch in vielen Fällen gelungen, sich von den Jahreszeiten unabhängig zu machen: Wir müssen keine Wintervorräte mehr anlegen - dafür gibt es eine Tiefkühltruhe, und zuhause haben wir dank Heizung immer eine Wohlfühltemperatur von 20 Grad.

Bei Tieren - zumindest der gemäßigten Zonen - steuert die saisonale Änderung der Tageszeitenlänge, auch Photoperiode genannt, die Jahresrhythmik und ermöglicht wichtige, ja überlebenswichtige Anpassungen an die Umwelt: So löst die zunehmende Tageslänge im Frühling bei Vögeln einen Anstieg der Konzentration der Geschlechtshormone aus und läutet damit den Brutbeginn ein. Nahrungsangebot, Niederschlagsmenge und soziale Interaktionen dienen saisonal brütenden Vogelarten dann zur Feinabstimmung der Brutaktivität. Sogenannte opportunistisch brütende Vogelarten (Arten mit sehr flexiblem Brutbeginn) orientieren sich dagegen hauptsächlich an nicht-photischen Faktoren. Beispielsweise verwendet der Fichtenkreuzschnabel fast ausschließlich das Vorkommen von Fichtensamen, um die Brutaktivität zu starten oder auszuweiten. Gelegentlich können auch saisonal brütende Vögel auf günstige Umweltbedingungen flexibel reagieren und den Zeitpunkt des Brutbeginns vorverlegen, selbst wenn aus photoperiodischer Sicht das optimale Zeitfenster zum Brüten noch nicht erreicht ist.

Die Fähigkeit, sich von der strengen Kontrolle durch die Tageszeitlänge zu lösen und andere Umweltfaktoren miteinzubeziehen, ist eine wichtige Anpassungsstrategie. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen haben diese Zusammenhänge unter kontrollierten Bedingungen in einer Langzeitstudie zwischen 2004 und 2007 anhand einer Volierenpopulation von Kanarengirlitzen (Serinus canaria) - der Wildform des domestizieren Kanarienvogels - untersucht, die auf Madeira, den Azoren und den Kanarischen Inseln heimisch sind. Ausgangspunkt für die experimentellen Studien waren Freilandbeobachtungen an einer Vogelpopulation des Madeira-Archipels. Normalerweise beginnen die Vögel dort erst im Februar zu brüten, "doch in manchen Jahren begannen die Vögel bereits Ende Dezember zu brüten, wenn nach besonders heftigen Regenfällen im Herbst das Nahrungangebot durch wachsende Futterpflanzen schon recht hoch war", erzählt Stefan Leitner. Doch was genau sind die auslösenden Faktoren für den vorgezogenen Brutbeginn?

Ohne experimentelle Manipulationen brütete auch die Volierenpopulation von März bis August, was typisch für die meisten Vogelarten der nördlichen gemäßigten Zone ist. Dann änderten die Max-Planck-Forscher die Umgebungsbedingungen, und zwar während die Tageslänge weiterhin abnahm - ein Signal dafür, dass der Winter einsetzte: In dem einen Jahr simulierten sie im November/Dezember Niederschlag. Im darauffolgenden Jahr statteten sie die Voliere zur selben Zeit mit Grünpflanzen aus der einheimischen Flora aus. Im dritten Jahr verzichteten sie auf jegliche Manipulation. Das Ergebnis: Der Niederschlag zeigte keinerlei Effekt, aber die grünen Pflanzen lösten bei den Kanarengirlitzen Nestbau und Eiablage bereits im Dezember aus, also zwei bis drei Monate vor dem sonst üblichen Beginn der Brutzeit. Ebenso stiegen die Testosteron-Konzentrationen der Männchen an. "Dieser Versuch zeigt zum ersten Mal, dass Grünpflanzen einen ausreichenden Reiz darstellen, um bei einer saisonal brütenden Art Brutaktivitäten hervorzurufen, obwohl die Tageslänge noch auf dem Minimum ist", erläutert Leitners Kollegin Cornelia Voigt. Und er belegt auch, dass Kanarengirlitze über eine erstaunliche Plastizität in Bezug auf sich ändernde Umweltfaktoren verfügen.

Originalveröffentlichung:

Cornelia Voigt, Wolfgang Goymann, und Stefan Leitner
Green Matters! Growing Vegetation Stimulates Breeding under Short-Day Conditions in Wild Canaries (Serinus canaria)

JOURNAL OF BIOLOGICAL RHYTHMS, Vol. 22 No. 6, December 2007

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Brutaktivität Brutbeginn Grünpflanzen Umweltfaktoren Vogelart

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium
07.12.2016 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie