Von Reinhard Wandtner
03. Juli 2007 Wenn Zugvögel zwischen ihren weit voneinander entfernten Sommer- und Winterquartieren wechseln, sind sie auf einen guten Orientierungssinn angewiesen. Dieser beruht nicht zuletzt auf ihrer Fähigkeit, das Erdmagnetfeld wahrzunehmen. Schon vor vierzig Jahren hat Wolfgang Wiltschko von der Universität Frankfurt am Main die Existenz eines biologischen Magnetkompasses bei Rotkehlchen nachgewiesen. Inzwischen ist das für rund zwanzig Vogelarten belegt. In praktisch allen Fällen wird der Magnetsinn zur Orientierung auf weiten Flugstrecken genutzt. Dass er auch im Nahbereich eine Rolle spielen könnte, erschien zunächst wenig plausibel.
Bei der Taube und bei Hühnerküken fanden sich indes klare Hinweise darauf. Diese Beobachtungen werden durch zwei neue Verhaltensstudien unter Laborbedingungen eindrucksvoll untermauert. So haben Bielefelder Forscher herausgefunden, dass auch Zebrafinken auf einen Magnetkompass zurückgreifen, obwohl sie keine Zugvögel sind. Und Frankfurter Zoologen ist der Nachweis gelungen, dass der Magnetkompass der Hühnerküken offenbar mit dem der Rotkehlchen übereinstimmt, was auf einen Ursprung früh in der Stammesgeschichte hinweist.
Mit dem Erdmagnetfeld den richtigen Ort merken
Wichtige Erkenntnisse über Sinnesleistungen verdanken die Biologen dem Instrument der operanten Konditionierung. Hierbei wird das spontane Verhalten experimentell etwa durch Belohnung beeinflusst. Gerade bei der Erforschung der Magnetfeldorientierung von Vögeln ist dieses Prinzip bisher aber kaum angewendet worden. Die Bielefelder Verhaltensforscher haben nun Zebrafinken darauf trainiert, nach Futter zu suchen, das an einer von vier Stellen in einem Käfig versteckt war, der keinerlei Orientierungsmöglichkeiten aufwies. Wie Joe Voss und die anderen Forscher in der Zeitschrift „Neuroreport“ (Bd. 18, S. 1053) berichten, konnten sich die Tiere anhand des Erdmagnetfeldes leichter den richtigen Ort merken. Als man die horizontale Komponente des Erdmagnetfelds drehte, suchten die Vögel das Futter an entsprechend anderer Stelle.
Die Frankfurter Forscher um Roswitha und Wolfgang Wiltschko haben bei ihren Experimenten mit Küken des Haushuhns ebenfalls auf Konditionierung gesetzt. Wie schon in ihren früheren Versuchen, über die sie 2005 berichtet haben, wurden frisch geschlüpfte Küken mit einem roten Bällchen konfrontiert. Das führte zu einer Prägung auf diese Ersatzmutter. Der Ball wurde anschließend hinter einer von vier im Käfig angebrachten Blenden versteckt. Bald lernten die Küken, diese Stelle zu finden, obwohl sie - wie die Zebrafinken - außer dem Erdmagnetfeld keinerlei Orientierungshilfe hatten.
Viele Rätsel um den Magnetsinn
Eine Drehung des Erdmagnetfeldes führte dazu, dass die Küken nun in der entsprechenden anderen Richtung suchten, und eine merkliche Abschwächung oder Verstärkung des Feldes bewirkte, dass sie ihre Ersatzmutter nicht mehr finden konnten. Die Tiere orientieren sich im Nahbereich aber nur axial am Magnetfeld, also etwa an der Nord-Süd-Achse, nicht aber gezielt in einer Himmelsrichtung. Gleiches war bei den Zebrafinken beobachtet worden.
Der Magnetsinn gibt noch viele Rätsel auf. Vor allem ist bislang ungeklärt, wie die Wahrnehmung erfolgt. Die Frankfurter Gruppe hat die These aufgestellt, der Kompass könne auf einem so genannten Radikalpaar-Mechanismus beruhen. Im Auge, wo der Magnetsinn offenbar lokalisiert ist, sollen Moleküle einer bestimmten Art, vermutlich Cryptochrome, unter dem Einfluss des Magnetfeldes in verschiedene Zustände übergehen (Singulett- oder Triplett-Zustand).
Schnabel bestimmt die Stärke des Magnetfelds
Diese unterscheiden sich durch den Drehimpuls eines freien Elektrons. In den jüngsten Versuchen haben die Forscher das Erdmagnetfeld mit einem schwachen hochfrequenten Magnetfeld überlagert, das den Drehimpuls der Elektronen stört. Prompt fanden die Küken nicht mehr so leicht zu ihrer roten runden Ersatzmutter („Journal of Experimental Biology“, Bd. 210, S. 2300).
Als Sinnesorgan ist auch eine Struktur im oberen Teil des Schnabels in der Diskussion. Sie wurde bei verschiedenen Arten gefunden, dürfte aber keine Informationen über die Richtung des Magnetfeldes liefern, sondern über dessen Stärke. Eine Betäubung des Schnabels mit einem Lokalanästhetikum beeinträchtigte die Richtungswahl der Küken jedenfalls nicht.
Text: F.A.Z., 04.07.2007, Nr. 152 / Seite 32
Bildmaterial: dpa
