Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Zugvögel das Längengrad-Problem lösen

24.08.2017

Den Längengrad zu bestimmen, war über Jahrhunderte für Seefahrer eine große Herausforderung. Erst im 18. Jahrhundert konnten die Menschen ihre Ost-West-Position durch zwei sehr genaue Uhren, eine auf Ortszeit und eine auf Heimatzeit, ermitteln. Zugvögel finden aber ihren Weg, ohne zwei Uhren zu besitzen. Nun zeigen Prof. Dr. Henrik Mouritsen von der Universität Oldenburg und ein internationales Wissenschaftlerteam im Fachmagazin Current Biology: Teichrohrsänger (Acrocephalus scirpaceus) ermitteln ihre Ost-West-Position, in dem Sie den Winkel wahrnehmen, mit dem der magnetische Nordpol vom geografischen Nordpol abweicht.

Auf ihren oft mehrere tausend Kilometer langen Flügen navigieren Zugvögel erstaunlich präzise. Sie orientieren sich mit Hilfe des Sonnenstands, der Sterne und des Erdmagnetfelds. Bisher konnten Wissenschaftler so erklären, wie Vögel ihre Kompassrichtung und ihre Nord-Süd-Position bestimmen können. Aber wie sie ihre Ost-West-Position feststellen, war seit Jahrzehnten eines der größten Rätsel der Zugvogelforschung.


In Nordeuropa eignet sich der sogenannte Deklinationswinkel gut, um die Ost-West-Position zu bestimmen (schwarze Linien). Das Diagramm zeigt die bevorzugte Orientierung der getesten Teichrohrsänger.

Universität Oldenburg

Das Forscherteam aus Oldenburg, Rybachy und St. Petersburg (beides Russland) sowie Bangor (Wales) hat nun gezeigt, dass erwachsene Teichrohrsänger die sogenannte magnetische Deklination ermitteln. Das heißt: Die Vögel nehmen den Winkel wahr, mit dem der magnetische Nordpol vom geografischen Nordpol abweicht. „Wir geben damit zum ersten Mal eine Antwort auf die Frage, wie Vögel ihre Ost-West-Position bestimmen“, sagt Mouritsen.

In einer früheren Untersuchung hatten die Forscher bereits herausgefunden, dass Teichrohrsänger ihre Längengrad-Position nicht wie Menschen durch Zeitverschiebungen bestimmen können. In weiteren Studien konnten die Forscher außerdem zeigen, dass erfahrene Vögel, wenn sie tatsächlich von Ost nach West versetzt werden, dies kompensieren können und dass dabei das Erdmagnetfeld eine entscheidende Rolle spielen muss.

Doch welcher Parameter genau den Tieren hilft, blieb unklar. Die Forscher stellten daher die Hypothese auf: Vielleicht können die Vögel den Winkel zwischen dem magnetischen Nordpol und dem geografischen Nordpol mit ihren Sternen- und Magnetkompassen bestimmen. Dieser Deklinationswinkel verändert sich nämlich in Europa sehr regelmäßig von Osten nach Westen.

Diese Hypothese testeten die Wissenschaftler mit einem Experiment: Sie setzten 15 erwachsene Teichrohrsänger vorübergehend während des Herbstzugs im russischen Rybachy in Käfige und testeten sie in sogenannten Orientierungstrichtern. Diese waren mit Spulensystemen ausgestattet, die ein gleichmäßiges Magnetfeld simulieren können. Für den Versuch drehten die Wissenschaftler das Magnetfeld im Vergleich zum natürlichen Magnetfeld vor Ort um 8,5 Grad.

Der Abweichungswinkel entsprach nun dem des Magnetfelds im 1.200 Kilometer entfernten Südschottland. Alle anderen potentiellen Hinweise für die Vögel, wie Stärke und Neigung des Magnetfelds sowie Gerüche und visuelle Eindrücke, blieben gleich. Dabei zeigte sich „ein erstaunlicher Effekt“, berichtet Mouritsen:

„Die Vögel änderten ihre Orientierung um 151 Grad von West-Süd-West nach Ost-Süd-Ost und kompensierten so das virtuelle Versetzen.“ Im gleichen Versuch mit jungen Teichrohrsängern reagierten die Vögel hingegen desorientiert. Letzteres bestätigt, was Forscher schon länger wissen: Die Vögel müssen erst lernen, sich anhand einer magnetischen Karte zu orientieren.

Laut Mouritsen werfen die Ergebnisse der Untersuchung ein völlig neues Licht auf die Vorstellung von Forschern, wie Vögel navigieren. Einer der Grundsteine in der Orientierungsforschung war bislang, dass Vögel komplett getrennte Systeme besitzen, mit denen sie ihren Ort (Karte) und die Richtung des Flugs (Kompass) bestimmen.

„Da die Vögel aber scheinbar zwei Kompasse nutzen können, um ihre Ost-West-Position zu bestimmen, ist diese strikte Trennung zwischen Karte und Kompass nicht mehr korrekt“, sagt der Neurobiologe. Seiner Meinung nach müsse man daher nicht nur künftige Experimente mit anderen Augen betrachten, sondern auch aus früheren Experimenten zum Vogelzug möglicherweise völlig andere Schlussfolgerungen ziehen.

Originalpublikation: Nikita Chernetsov,, Alexander Pakhomov, Dmitry Kobylkov, Dmitry Kishkinev, Richard A. Holland and Henrik Mouritsen (2017). Migratory Eurasian Reed Warblers Can Use Magnetic Declination to Solve the Longitude Problem. Current Biology 27, 1-5. DOI: 10.1016/j.cub.2017.07.024

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.07.024
http://uol.de/ibu/neurosensorik

Dr. Corinna Dahm-Brey | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Current Biology Magnetfeld Orientierung Vögel Zugvögel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Experimentelles Tumormodell offenbart neue Ansätze für die Immuntherapie bei Glioblastom-Patienten
18.02.2020 | Universitätsmedizin Mannheim

nachricht Kleber für gebrochene Herzen
18.02.2020 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

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: Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzpulsspektroskopie (MBI) und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik haben durch die Kombination von Experiment und Theorie die Frage gelöst, wie Laserpulse die Magnetisierung durch ultraschnellen Elektronentransfer zwischen verschiedenen Atomen manipulieren können.

Wenige nanometerdünne Filme aus magnetischen Materialien sind ideale Testobjekte, um grundlegende Fragestellungen des Magnetismus zu untersuchen. Darüber...

Im Focus: Freiburg researcher investigate the origins of surface texture

Most natural and artificial surfaces are rough: metals and even glasses that appear smooth to the naked eye can look like jagged mountain ranges under the microscope. There is currently no uniform theory about the origin of this roughness despite it being observed on all scales, from the atomic to the tectonic. Scientists suspect that the rough surface is formed by irreversible plastic deformation that occurs in many processes of mechanical machining of components such as milling.

Prof. Dr. Lars Pastewka from the Simulation group at the Department of Microsystems Engineering at the University of Freiburg and his team have simulated such...

Im Focus: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Höhere Treibhausgasemissionen durch schnelles Auftauen des Permafrostes

18.02.2020 | Geowissenschaften

Supermagnete aus dem 3D-Drucker

18.02.2020 | Maschinenbau

Warum Lebewesen schrumpfen

18.02.2020 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics