Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fernreisen sind "out" - Klimaerwärmung führt zu evolutionären Veränderungen des Vogelzugs

21.04.2010
Ergebnisse genetischer Studien an Zugvögeln erhärten die Theorie, dass bei fortschreitender Klimaerwärmung Zugvögel innerhalb weniger Generationen erst kürzere Strecken zurücklegen und später zu Standvögeln werden können.

In einem Selektionsexperiment mit Mönchsgrasmücken konnten Francisco Pulido und Peter Berthold am Max-Planck-Institut für Ornithologie feststellen, dass bereits nach zwei Generationen gerichteter Selektion in einer Population von reinen Zugvögeln erste Nichtzieher zu finden waren. Die evolutionäre Verkürzung der Zugstrecke entspricht den erwarteten Änderungen im Vogelzug als Überlebensstrategie und Anpassung an klimatisch bedingte Umweltveränderungen. (PNAS, 5. April 2010)

Der Mensch ist seit Generationen an das Bild von Zugvogelschwärmen auf ihrer Reise ins Überwinterungsgebiet im Herbst und an die mit lautem Gesang verkündete glückliche Rückkehr im Frühjahr gewohnt. Der richtige Zeitpunkt des Zuges ist abgestimmt auf Ressourcen wie Futter und Habitate in den Durchzugs- und Brutgebieten. Auch für Zugvögel gilt es, zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein.

Seit einigen Jahren kann man in der Natur und anhand von gesammelten Daten feststellen, dass manche Zugvogelarten auf die erhöhten Temperaturen und damit verbundenen Änderungen der Umwelt reagieren. Die Mönchsgrasmücke ist eine der Arten, bei der die Veränderungen im Zugverhalten am konsistentesten beobachtet werden konnten: Sie kehrt früher an die Brutplätze zurück, legt früher Eier und verlässt uns später im Herbst. Eine Population erschloss sich sogar ein neues Überwinterungsgebiet auf den Britischen Inseln, anstatt bis nach Spanien zu fliegen. Die große genetische Bandbreite dieser Art lässt auf eine rasche Anpassung an veränderte Umweltbedingungen schließen und steht damit modellhaft für Untersuchungen der Evolution des Vogelzugs. Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Ornithologie wollten deshalb nun herausfinden, welche Mechanismen der Anpassung an die Klimaerwärmung vorliegen und ob es innerhalb eines Zeitraums mit besonderer Temperaturerhöhung messbare Änderungen im Zugverhalten gab. Darüber hinaus wollten sie wissen, ob diese Veränderungen, vor allem die Abnahme der Zugstrecke, nur eine individuelle Anpassung an veränderte Bedingungen sind, oder ob sich die genetische Zusammensetzung der Populationen verändern würde.

Von 1988 - 2001, Jahre mit besonders hohen Temperaturen, wurden jedes Jahr Nestlinge von Mönchsgrasmücken (insgesamt 757 Jungvögel) aus Nestern entnommen und per Hand aufgezogen. Der jahreszeitlich bedingte Licht-Dunkel-Wechsel wurde simuliert und die im Herbst einsetzende Zugunruhe der unerfahrenen Jungvögel gemessen. Die Dauer des unruhigen Verhaltens während der Nacht, das sich im Flattern und Hüpfen auf der Sitzstange äußert, entspricht in etwa der Dauer des Fluges ins Überwinterungsgebiet.

Die Vögel, die in den 14 Jahren aus dem Freiland entnommen wurden, zeigten eine signifikante fortlaufende Abnahme der Zugaktivität, in freier Natur entspräche dies einer kürzeren Flugstrecke. Dieser Abnahme, so konnten die Forscher nachweisen, lag eine Änderung in der genetischen

Zusammensetzung der Population zugrunde - also Evolution. In einem zweiten Versuch simulierten die Wissenschaftler den beobachteten Selektionsprozess im Labor wie im Zeitraffer: Die Vögel mit der geringsten Zugaktivität und deren Nachkommen wurden in vier Generationen miteinander verpaart. Um Inzucht zu verhindern paarten die Forscher 50% dieser Linie mit Freilandtieren, die eine besonders schwache Zugunruhe zeigten. Bereits nach zwei Generationen waren die ersten Standvögel in dieser Population zu finden. Gerichtete Selektion auf eine geringere Zugunruhemenge führt demnach zur Evolution von Teilzieherpopulationen und letztlich zu Populationen, die gar nicht mehr in die Überwinterungsgebiete fliegen.

Der Vorteil für den Vogel liegt auf der Hand: Die kürzere Entfernung, die er zurücklegen muss, spart ihm Energie und Zeit. Kehrt er früher ins Brutgebiet zurück, weil die kürzeren Tage in den nördlicheren Überwinterungsgebieten zu einer zeitigeren Stimulierung der Zug- und Brutaktivität führen, besetzt er die besten Brutplätze und könnte mehrfach im Jahr brüten "Wir nehmen an, dass die Verkürzung der Zugstrecke der erste und wichtigste evolutionäre Mechanismus ist, mit dem sich Vögel an veränderte klimatische Bedingungen anpassen", erläutert Francisco Pulido. "Bei Vögeln, die kurze bis mittlere Strecken von etwa 1000 Kilometern ziehen und bei denen das Zugverhalten genetisch bestimmt ist wie bei den meisten Singvögeln, kann dies eine erfolgreiche Überlebensstrategie sein." Doch bei Langstreckenziehern, deren erfolgreicher Zug von der Überwindung von Barrieren wie Wüsten oder Meere abhängig ist, kann dieser Anpassungsmechanismus nicht funktionieren, denn eine verkürzte Zugstrecke und Überwinterung im Meer oder in der Wüste ist unmöglich. (ap)

Originalveröffentlichung:

Francisco Pulido und Peter Berthold
Current selection for lower migratory activity will drive the evolution of residency in a mirgratory bird population

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), veröffentlicht am 5.April 2010 (doi/10.1073/pnas.0910361107)

Kontakt:

Francisco Pulido
Departamento de Zoología y Antropología Física
Universidad Complutense de Madrid
Tel.: (0034) 91 394 49 49
email: f.pulido@bio.ucm.es
Leonore Apitz
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Ornithologie
Vogelwarte Radolfzell
Tel.: +49-7732-150174
Email: apitz@orn.mpg.de

Leonore Apitz | idw
Weitere Informationen:
http://www.orn.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie