Fledermäusen auf der Spur: Miniatur-Sensoren entschlüsseln Mutter-Kind-Beziehung

Der Trackingsensor ist optimal an den Körper der Weibchen des Großen Abendseglers angepasst. Foto: Simon Ripperger

»Erstmals konnte mit dieser Technik belegt werden, dass Fledermausmütter ihre Jungtiere zu neuen Quartieren geleiten. Zuvor folgten die Forscher den mit Sendern versehenen Fledermäusen mit Antennen ausgestattet zu Fuß oder mit dem Fahrzeug. Dabei traten häufig erhebliche Erfassungslücken auf. Zudem war die geringe räumliche Auflösung nicht geeignet, soziale Interaktionen zwischen einzelnen Fledermäusen zu interpretieren«, so Dr. Simon Ripperger vom Museum für Naturkunde.

Viele Fledermausarten der gemäßigten Breiten zeigen ein bemerkenswertes Sozialverhalten. Jahr für Jahr kehren die Weibchen an ihren Geburtsort zurück. Die Jungtiere müssen lernen, selbständig zu jagen und Quartiere zu finden. Wie diese Lernprozesse von statten gehen, war bisher völlig unbekannt, da sich Fledermäuse in freier Wildbahn nur sehr schwer beobachten lassen.

Um das Sozialverhalten in freier Wildbahn untersuchen zu können, entwickelte die Forschungsgruppe »Dynamisch adaptierbare Anwendungen zur Fledermausortung mittels eingebetteter kommunizierender Sensorsysteme« unter Beteiligung von Prof. Alexander Kölpin, Leiter des BTU-Fachgebiets Allgemeine Elektrotechnik und Messtechnik, ein funkbasiertes Sensornetzwerk zur vollautomatisierten Beobachtung von Kleintieren.

Mit Hilfe von Sensoren, die halb so schwer wie eine Ein-Cent-Münze sind, konnten Kontakte zwischen einzelnen Fledermäusen aufgezeichnet und damit die Gruppendynamik der Jungtiere bei ihren nächtlichen Jagdflügen und den Quartierwechseln beobachtet werden.

»Damit die Fledermäuse beim Flug nicht gestört werden, war es uns wichtig, dass die Sensoren ein minimales Gesamtgewicht – maximal ein bis zwei Gramm inklusive Batterie, Schaltungsträger und Antenne – sowie eine Form haben, die die Fledermaus in ihren natürlichen Bewegungen nicht einschränkt«, so der Wissenschaftler.

»Das war eine große Herausforderung an den Entwurf eines so komplexen Systems. Die Antenne musste in ihrer Geometrie stark verkürzt und die Schaltung dreidimensional an den Körper der Fledermaus angepasst werden. Auch die Aerodynamik hatten wir im Blick. Nachdem wir die Grundfunktionalität des mobilen Sensorknotens in einem ersten Schritt geschaffen hatten, haben wir weitere Funktionen nach und nach hinzugefügt, um die Fledermaus nicht mit einem großen Gewicht zu beeinträchtigen, aber dennoch alle wichtigen Daten zu erfassen«, so Kölpin.

Das Ergebnis ist ein leichter und miniaturisierter drahtloser Sensorknoten mit Lokalisierungs- und Kommunikationsschnittstelle für den Einsatz auf einer fliegenden Fledermaus. Um die Lebensdauer der eingesetzten Batterie zu maximieren und das Energiemanagement des Moduls zu entlasten, haben die Forscher energieeffiziente Übertragungsprotokolle untersucht.

Enge Kontakte zwischen Müttern und Jungtieren beim Quartierwechsel, jedoch nicht bei der Jagd, zeigen, dass die Mütter ihre Jungtiere regelrecht zu neuen Quartieren geleiten. Entsprechende Verhaltensweisen wurden bei Fledermäusen bereits seit langem vermutet, jedoch erst die technologischen Entwicklungen der Forschergruppe ermöglichten die Beobachtung dieser seltenen Verhaltensweisen.

Im Rahmen der DFG-Forschungsgruppe FOR1508 »Dynamisch adaptierbare Anwendungen zur Fledermausortung mittels eingebetteter kommunizierender Sensorsysteme« arbeitet die BTU zusammen mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nünberg (Sprecher der Gruppe), Universität Paderborn, Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung in Berlin und der TU Braunschweig.

»Als wir angetreten sind, ernteten wir durchaus Skepsis angesichts der großen Herausforderungen unseres Vorhabens. Umso mehr freut es mich jetzt, dass die Forschergruppe in allen Bereichen so überzeugende Ergebnisse liefern konnte«, kommentiert der Sprecher der Forschergruppe Prof. Robert Weigel.

Pressekontakt:

Kristin Ebert
Stabsstelle Kommunikation und Marketing
T +49 (0) 355 69-2115
E kristin.luban(at)b-tu.de

Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Kölpin
Allgemeine Elektrotechnik und Messtechnik
T +49 (0) 355 69-3410
E alexander.koelpin(at)b-tu.de

Veröffentlicht in:
Ripperger S, Günther L, Wieser H, Duda N, Hierold M, Cassens B, Kapitza R, Kölpin A, Mayer F. 2019 Proximity sensors on common noctule bats reveal evidence that mothers guide juveniles to roosts but not food. Biol. Lett. 20180884. dx.doi.org/10.1098/rsbl.2018.0884

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/167288317
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2018.0884

Media Contact

Ralf-Peter Witzmann idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neutronen-basierte Methode hilft, Unterwasserpipelines offen zu halten

Industrie und private Verbraucher sind auf Öl- und Gaspipelines angewiesen, die sich über Tausende von Kilometern unter Wasser erstrecken. Nicht selten verstopfen Ablagerungen diese Pipelines. Bisher gibt es nur wenige…

Dresdner Forscher:innen wollen PCR-Schnelltests für COVID-19 entwickeln

Noch in diesem Jahr einen PCR-Schnelltest für COVID-19 und andere Erreger zu entwickeln – das ist das Ziel einer neuen Nachwuchsforschungsgruppe an der TU Dresden. Der neuartige Test soll die…

Klimawandel und Waldbrände könnten Ozonloch vergrößern

Rauch aus Waldbränden könnte den Ozonabbau in den oberen Schichten der Atmosphäre verstärken und so das Ozonloch über der Arktis zusätzlich vergrößern. Das geht aus Daten der internationalen MOSAiC-Expedition hervor,…

Partner & Förderer