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Magnetsinn der Vögel : Am Schnabel scheiden sich die Geister

  • -Aktualisiert am

Brieftauben finden immer wieder nach Hause. Bild: David Keays

Wie spüren Vögel das Erdmagnetfeld? Eine heiße Spur führte zu Nerven- fortsätzen mit Eisenpartikeln. Ein Irrweg, sagen jetzt Wiener Forscher.

          3 Min.

          Als der Frankfurter Zoologe Wolfgang Wiltschko im Jahr 1963 erstmals erkannte, dass sich Zugvögel am Magnetfeld der Erde orientieren können, kündigte sich ein Beben in der Verhaltensforschung an. Zunächst herrschte Skepsis vor, waren doch die Befunde nur mit einem biologischen Magnetsensor zu erklären. Wie dieser beschaffen sein könnte, blieb lange völlig spekulativ. Das war schmerzlich, denn die Liste der Tiere, bei denen man eine Reaktion auf das Erdmagnetfeld beobachtet hatte, wurde immer länger. Neben Schnecken, Krebsen, Insekten, Fischen, Amphibien, Reptilien und Säugern umfasst sie zahlreiche Vogelarten, unter ihnen die Brieftaube.

          Ort des Magnetsinns

          Gerade die Taube erwies sich als vorzügliches Forschungsobjekt. An der Universität Frankfurt ergründeten Wolfgang Wiltschko und seine Frau Roswitha den Einfluss von Magnetfeldern auf die immer wieder verblüffende Orientierungsleistung. Mehr und mehr geriet der Schnabel als Sitz eines Magnet-Sinnesorgans ins Fadenkreuz. Vor einigen Jahren konnten dann Frankfurter Forscher einen verheißungsvollen Kandidaten vorweisen. Innerhalb von Nervenzell-Ausläufern, sogenannten Dendriten, in der Oberhaut des Taubenschnabels identifizierten Gerta und Günther Fleissner winzige Bläschen mit Partikeln aus Eisenoxid. Die neuronalen Strukturen konzentrieren sich beidseitig auf sechs Stellen der Schnabelhaut. Nach Ansicht der Forscher erfüllen sie die Anforderungen, die an Magnetrezeptoren zu stellen sind. Rückendeckung kam aus der Physik, etwa durch Untersuchungen am Deutschen Elektronen-Synchrotron in Hamburg. Ins Konzept passt auch die Beobachtung, dass die Magnetfeldwahrnehmung der Brieftauben beeinträchtigt wird, wenn man deren Oberschnabel mit einer Tinktur betäubt.

          Hochauflösende Magnetresonanz-Aufnahme eines Taubenschnabels
          Hochauflösende Magnetresonanz-Aufnahme eines Taubenschnabels : Bild: Johannes Riegler

          Einspruch aus Wien

          Jetzt aber zweifeln Forscher um David Anthony Keays vom Institut für Molekulare Pathologie in Wien den Fahndungserfolg an: Die an Eisen reichen Zellen seien keineswegs Neuronen, sondern Fresszellen (Makrophagen), also weiße Blutkörperchen. Diese Aussage in der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ (doi:10.1038/nature11046) könnte ein neues Beben in der zoologischen Verhaltensforschung auslösen. Denn längst ist es nicht mehr nur die Taube, bei der die mutmaßlichen magnetsensitiven Neuronen im Schnabel gefunden wurden. Auch bei der Gartengrasmücke, dem Rotkehlchen und dem Haushuhn wurden solche Strukturen entdeckt. Forscher aus Frankfurt, Hamburg, Berlin und Oldenburg haben in der Zeitschrift „Plos One“ (doi: 10.1371/journal.pone.0009231) sogar die Überzeugung geäußert, es handle sich um ein allgemein in der Vogelwelt verbreitetes Sinnesorgan.

          Verräterisches Preußisch Bau

          Die Wiener Forscher suchten mit verschiedenen Verfahren nach eisenhaltigen Zellen in der Oberschnabelhaut. Dazu färbten sie 172 Schnäbel (was mit einer entsprechenden Zahl toter Tauben einhergeht) mit der Substanz „Preußisch Blau“ an. Eisenhaltige Zellen fanden die Forscher massenhaft, und zwar weit verteilt und in stark schwankender Zahl. Schon darin sahen sie einen Widerspruch zur propagierten Funktion als Magnetsensor. Bestärkt in ihrem Zweifel fühlten sie sich, als sie die Ultrastruktur untersuchten. Sie entdeckten dabei charakteristische Merkmale für Makrophagen. Daraus ziehen die Forscher den Schluss, die Suche nach dem wirklichen Magnetrezeptor müsse neu beginnen.

          Die eisenhaltigen Fresszellen im Taubenschnabel sind blau eingefärbt.
          Die eisenhaltigen Fresszellen im Taubenschnabel sind blau eingefärbt. : Bild: David Keays

          Irritation in Frankfurt

          In Frankfurt reagiert man verwundert auf die Publikation. Gerta und Günther Fleissner sehen methodische Mängel. Zum Beispiel habe man die Antikörper zum Nachweis von Nervengewebe entgegen der Empfehlung des Herstellers in einer um den Faktor zehn zu niedrigen Konzentration verwendet. Eine andere genutzte Substanz könne Eisenverbindungen sogar zerstören. Zudem seien die mikroskopischen Untersuchungen mit zu geringer Auflösung vorgenommen worden. Die Forscher hätten sich zu der irrigen Annahme verleiten lassen, dass sie mit ihrem Verfahren „alles sehen, und was sie nicht sehen, nicht existent ist“. Die beeindruckende Zahl an Proben schließlich sei geeignet, „eine angemessene und sorgfältige Analyse des Problems vorzutäuschen“. Irritiert sind die Frankfurter Zoologen noch aus einem anderen Grund. Die Wiener Arbeitsgruppe habe nämlich schon vor etwa einem Jahr auf einer Tagung erste Einblicke gewährt, aber „keiner der Autoren hat, entgegen Angeboten von unserer Seite, mit uns zur Diskussion der Befunde Kontakt aufgenommen“.

          Kompass im Auge

          Am Schnabel scheiden sich anscheinend die Geister. Aber nicht nur an ihm, denn er ist nicht der einzige Kandidat für ein Magnetsinnesorgan beim Vogel. Vielmehr scheint auch das Auge einen Magnetrezeptor zu beherbergen, der aber auf einem anderen Funktionsprinzip beruht. Beobachtungen zufolge registriert das Schnabelorgan die Stärke des Magnetfeldes und liefert dem Vogel dadurch eine Ortsinformation. Zum Navigieren bedarf es aber auch einer Richtungsinformation, und die scheint der Rezeptor im Auge beizusteuern. Vögel haben also, wie Wolfgang und Roswitha Wiltschko sagen, ein Gaußmeter im Schnabel und einen Kompass im Auge.

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