Neue Erkenntnisse zur Energieeffizienz des Segelflugs bei Wildvögeln
Eine umfassende Studie, die den Energieverbrauch bei der Fortbewegung von Wildvögeln untersucht, zeigt, dass Segel- oder Gleitflug unter Nutzung von Luftströmungen energetisch günstiger sein kann als Schwimmen. Diese Erkenntnis widerspricht bisherigen Lehrmeinungen. Die Forschung, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Science, wurde vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und der Swansea University geleitet. Sie basiert auf 17 Jahren GPS- und Beschleunigungsdaten von 850 Vögeln und Fledermäusen aus 38 Arten sowie vier Jahren Radardaten.
Vergleich von Kondor und Trompeterschwan
Obwohl ein Andenkondor und ein Trompeterschwan beide etwa 11 Kilogramm wiegen, benötigt der Kondor für einen Kilometer Flugstrecke nur etwa ein Fünftel der Energie, die der Schwan aufwendet. Dies liegt daran, dass der Kondor Aufwinde nutzt und lediglich 0,1 Prozent seiner Flugzeit mit Flügelschlag verbringt, während der Schwan fast durchgehend mit den Flügeln schlägt. Die Studie zeigt, dass unter Berücksichtigung der atmosphärischen Dynamik Fliegen die energieeffizienteste Fortbewegungsart sein kann.
Methodik und Datenbasis
Die Untersuchung kombiniert Positions- und Beschleunigungsdaten (GPS und ACC) von 850 Tieren mit Radardaten, um den Einfluss der Luftströmungen auf den Energieverbrauch zu analysieren. Die Körpermassen der untersuchten Arten reichen von etwa 12 Gramm bis über 11 Kilogramm. Ein internationales Forscherteam, darunter Wissenschaftler der GAIA-Initiative am Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung, trug maßgeblich zur Datenerhebung bei.
Atmosphäre als Ressource für den Flug
Die Erstautorin Dr. Martina Scacco von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) betont, dass die Atmosphäre für fliegende Tiere eine wesentliche Ressource darstellt, die die Kosten der Fortbewegung erheblich beeinflusst. Klassischerweise werden Fortbewegungsarten nach ihrem Energieaufwand im Labor bewertet: Schwimmen gilt als am günstigsten, Fliegen als zweitbeste und Laufen als energieintensivste Methode. Die vorliegende Studie zeigt, dass diese Reihenfolge in der Natur nicht immer zutrifft.
Unterschiede zwischen Segel- und Flügelschlagfliegern
- Segelflieger, wie Geier, nutzen aufsteigende Luftsäulen (Thermiken) und reduzieren dadurch ihren Energieverbrauch deutlich.
- Der Andenkondor schlägt am wenigsten mit den Flügeln und erreicht so besonders niedrige Transportkosten.
- Flügelschlagflieger sind flexibler, da sie auch bei ungünstigen Wetterbedingungen aktiv fliegen können, allerdings auf Kosten eines höheren Energieaufwands.
Ergebnisse und Bedeutung für den Naturschutz
Die Studie liefert erstmals umfassende Daten zur Rolle der Atmosphäre bei der Flugökologie zahlreicher wildlebender Arten weltweit. Veränderungen in den atmosphärischen Bedingungen beeinflussen die Flugkosten, was Auswirkungen auf Zugverhalten, Rastplätze und Zusammensetzung von Tiergemeinschaften hat. Die Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven für den Schutz fliegender Tiere und die Vorhersage ihrer Reaktionen auf klimatische Veränderungen.
Technische Umsetzung der Untersuchung
Durch die Kombination von Beschleunigungssensoren und GPS-Daten konnten die Forscher zwischen energieintensivem Flügelschlag und energiesparendem Gleiten unterscheiden. Die Zuordnung der Flugabschnitte zu den jeweiligen Windverhältnissen ermöglichte eine präzise Berechnung der Transportkosten, vergleichbar mit dem Kraftstoffverbrauch bei Fahrzeugen.
Beispiel Geierarten
Die sieben untersuchten Geierarten legten an 128.000 Tagen über 4,3 Millionen Kilometer zurück – eine Distanz, die mehr als 100 Erdumrundungen entspricht. Dabei schlugen sie nur zwischen 0,1 und 7 Prozent der Flugzeit mit den Flügeln. Besonders der Andenkondor profitierte von dieser Flugweise, indem er die Energie der Atmosphäre optimal nutzte.
Ausblick und weitere Forschung
Zukünftige Studien sollen den Energieverbrauch der Tiere noch genauer bestimmen, beispielsweise durch Herzfrequenzmessungen, um individuelle physiologische Unterschiede zu erfassen. Dies ermöglicht eine realistischere Einschätzung der energetischen Kosten des Fluges unter natürlichen Bedingungen.
Bedeutung für die GAIA-Initiative
Dr. Ortwin Aschenborn und Dr. Teja Curk von der GAIA-Initiative am Leibniz-IZW heben hervor, wie die Ergebnisse die Nutzung der Luft als äußerst variables Medium verdeutlichen. Die Studie zeigt, wie Tiere durch geschickte Nutzung der Atmosphäre ihren Energieverbrauch minimieren können, was insbesondere in ressourcenarmen Lebensräumen wie Namibia von großer Bedeutung ist.
Kontaktinformationen der Wissenschaftler
- Dr. Ortwin Aschenborn
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)
E-Mail: aschenborn@izw-berlin.de - Dr. Jörg Melzheimer
Leibniz-IZW
Telefon: +49 (0)30 5168462
E-Mail: melzheimer@izw-berlin.de - Dr. Teja Curk
GAIA Initiative, Leibniz-IZW
E-Mail: teja.curk@gmail.com - Dr. Martina Scacco
Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL)
E-Mail: martina.scacco@wsl.ch - Dr. Kamran Safi
Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie
E-Mail: ksafi@ab.mpg.de - Prof. Emily Shepard
Swansea University
E-Mail: e.l.c.shepard@swansea.ac.uk
Originalpublikation
Scacco, M. et al. (2026): Airflows redefine the cost of aerial transport in the wild. Science, Band 394, Nr. 6821. DOI: 10.1126/science.aee6550
