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Zugvögel : Im Aufwind des Vordervogels

  • -Aktualisiert am

Ein Waldrapp über der Toskana Bild: dpa

Viele große Zugvögel fliegen jedes Jahr in einer V-Formation in ihre Winterquartiere. Schon lange glaubt man, dass sie auf diese Weise Energie sparen. Nun liefern Wissenschaftler erstmals Belege.

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          Viele große Zugvögel wie Gänse, Enten und Pelikane fliegen jedes Jahr in einer V-Formation in ihre Winterquartiere. Aerodynamische Berechnungen legen nahe, dass diese Formation ein Energiesparmodus ist. Für alle Vögel, die schräg hinter dem ersten Vogel fliegen, ist der Weg in die Winterquartiere weniger anstrengend, weil sie den Auftrieb aus der vom Vordervogel erzeugten Wirbelschleppe nutzen. Für diese Erklärung existierten bislang allerdings keine experimentellen Beweise, sondern nur mathematische Berechnungen, was zwei Gründe hatte. Bis vor kurzem gab es keine Messgeräte, die den Vögeln nicht wie Klötze am Leib hingen und das natürliche Flugverhalten nicht durch ihr Gewicht veränderten. Es ist auch schwierig, die mit Messgeräten ausgerüsteten Wildvögel nach dem Flug in ihre Winterquartiere ausfindig zu machen und die Messgeräte wieder einzusammeln.

          Dass Steven Portugal und James Usherwood vom Royal Veterinary College der University of London und ihre Kollegen endlich Belege für die Energiespar-These liefern können, hat mit zwei glücklichen Umständen zu tun. Es gibt inzwischen ein nur 23 Gramm schweres Messgerät, das unter anderem einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Magnetometer, ein GPS-Gerät und einen Datenchip enthält. Die integrierte GPS-Einheit sei zum Beispiel besser als die in jedem Smartphone, zitiert die „New York Times“ James Usherwood. Ein Glücksfall sind auch die untersuchten Tiere. Die Wissenschaftler haben mit vierzehn Waldrappen gearbeitet, die im Zoo in Wien geboren und großgezogen worden sind. Der Waldrapp gehört zu den Ibissen und hat die Größe einer Gans. Er wurde in Mitteleuropa im 17. Jahrhundert ausgerottet, weil die Tiere damals als Delikatesse zum Speiseplan gehörten. Der Waldrapp soll jetzt wieder in Mitteleuropa angesiedelt werden. Dafür muss er ausgewildert werden und von den Brutkolonien in Deutschland und Österreich allein in sein Winterquartier in der Toskana fliegen können. Die zutraulichen Waldrappen aus dem Wiener Zoo werden derzeit von Wissenschaftlern in einem Ultraleicht-Flugzeug auf dem Weg in die Toskana begleitet. Die Wissenschaftler fliegen voraus, die Vögel fliegen hinterher. Die V-Formation beherrschen die Tiere dabei ganz von allein. Unter diesen Bedingungen war es ein Leichtes, die Vögel mit dem neuen Messgerät auszustatten und dieses Gerät später wieder einzusammeln und die gespeicherten Daten auszuwerten.

          Was ist das Besondere?

          Die Analyse bestätigt nun die aerodynamischen Berechnungen, zeigt aber auch, dass sich die Vögel noch viel präziser an die Bedingungen in der Luft anpassen können als bisher vermutet. Was ist nun das Besondere an der V-Formation? Beim Fliegen entstehen an beiden Flügelspitzen gegenläufig drehende Wirbelschleppen. Zwischen den Wirbelschleppen herrscht Abwind, an den Rändern Aufwind. Ein schräg hinter dem ersten Vogel fliegender Waldrapp kann diesen Aufwind nutzen, um seinen eigenen Flügel mit weniger Kraft anzuheben. Weil die Region, wo der Aufwind herrscht, nur sehr schmal ist, muss sich der hintere Waldrapp sehr präzise ausrichten und im richtigen Winkel und im richtigen Abstand zum vorderen Waldrapp fliegen. Bei den Waldrappen ist die optimale Position ein Winkel von 45 Grad und ein Abstand von 1,20 Meter.

          Die Vögel schlagen in der V-Formation auch nicht einfach synchron, wie die Ruderer in einem Boot, sondern arbeiten zeitlich versetzt. Sie nutzen nicht irgendeine Wirbelschleppe, sondern immer die des Vordervogels. Daraus ergibt sich eine Wellenbewegung entlang der V-Formation. Schert ein Waldrapp aus dieser Formation aus und fliegt direkt hinter einem anderen Waldrapp, muss er die Flügel gegenläufig bewegen, weil zwischen den beiden Wirbelschleppen Abwind herrscht. Durch den gegenläufigen Flügelschlag wirkt er dem Abwind entgegen. Allerdings kostet ihn das viel mehr Kraft als das Fliegen im Aufwind des Vordervogels. Änderungen gibt es auch immer an der Spitze. Weil diese Position in der V-Formation am anstrengendsten ist, wird sie immer wieder neu besetzt.

          Ständig wechselnde Verhältnisse

          „Die komplexen Mechanismen der V-Formation lassen darauf schließen, dass der Waldrapp Kenntnis von den durch die Wirbelschleppen erzeugten Verhältnissen hat und dass er die erstaunliche Fähigkeit besitzt, diese Verhältnisse wahrzunehmen oder vorherzusagen“, schreiben Portugal und seine Kollegen in „Nature“, wo die Ergebnisse vorgestellt wurden (doi: 10.1038/nature12939). Vögel, die in einer V-Formation fliegen, müssen demnach auch Strategien haben, mit denen sie sich an die ständig wechselnden Verhältnisse anpassen, so die Forscher weiter. Wie viel Energie der Waldrapp durch die V-Formation spart, haben Portugal und seine Kollegen nicht untersucht. Sie können auch nicht erklären, warum viele kleine Zugvögel nicht in dieser Formation fliegen. Vielleicht zeigt sich der Nutzen erst bei einer gewissen Körpergröße und einem gewissen Gewicht.

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