Gastbeitrag von Christian von Prollius

Im 1. Buch Mose im 8.Kapitel steht folgender Text: Da harrte er noch weitere sieben Tage und ließ abermals eine Taube fliegen aus der Arche. Die kam ihm zur Abendzeit, und siehe ein Ölblatt hatte sie abgebrochen und trug´s in ihrem Munde. Da merkte Noah, daß die Wasser sich verlaufen hätten auf Erden.
Dies ist der erste mir bekannte Bericht darüber, daß Vögel ein ausgeprägtes Orientierungsvermögen besitzen. Beschäftigt man sich etwas umfassender und nicht nur auf Vögel beschränkt mit diesem Thema, so gewinnt man Erkenntnisse, die geradezu erstaunlich sind, und von denen ich einige vortragen möchte.

Lassen Sie mich mit dem Aal beginnen. Die im Saragossa Meer frisch aus dem Ei geschlüpfte Larve ist ein 5 bis 7 mm langes weidenblattförmiges Gebilde, das in dieser Form eine Reise von über 3.000 km vor sich hat, um an die europäische Küste zu gelangen. Erst im küstennahen Bereich verwandelt sich die inzwischen etwas gewachsene Larve in den durchsichtigen sog. Glasaal, der dann in die Flußmündungen und weiter bis in Teiche und Seen wandert. Als geschlechtsreife sog. Blankaale treten die Fische dann nach Jahren den Rückweg in die Laichgründe an. Die Orientierung sowohl der Larven als auch der erwachsenen Tiere erfolgt vermutlich mit Hilfe eines Magnetkompasses. Aber woher kennt die Larve Richtung und Entfernung? Dies ist bisher nicht geklärt. Sicher ist lediglich, daß die Flußmündungen mit Hilfe des Geruchsinns gefunden werden, der so fein ist, daß ein Kubikzentimeter Geruchstoff in der 58-fachen Wassermenge des Bodensees noch wahrgenommen werden kann.

Aus der Sicht des Aals macht der Lachs alles verkehrt herum. Er lebt Jahre im Meer, um dann in Flüsse und Bäche zum Laichen aufzusteigen. Und auch hier lenkt der Geruchsinn den Fisch. Er sucht allerdings genau den Seitenarm eines Flusses auf, in dem er geboren ist; er behält also über Jahre die Kenntnis hierüber und er schwimmt eine Strecke, die er in umgekehrter Richtung schon einmal zurückgelegt hat.

Etliche von Ihnen werden schon Gelegenheit gehabt haben, einen Fuchs oder wenigstens eine Katze beim Mäusefang beobachten zu können. Am liebsten wird geradeaus dem Geräusch oder dem Gesichtkontakt nach gesprungen. Aber wahrgenommen wird natürlich auch eine Maus, die sich in einem beliebigen Winkel zu Körper und Kopf bewegt. Um sie zu fangen, ist ein Drehsprung erforderlich, für den Auge und/oder Ohren Richtung und Entfernung signalisieren. Die Erfolgsquote ist allerdings weit von 100 Prozent entfernt und in etwa der Trefferquote von mittelfristigen Wetterprognosen vergleichbar.

Wie aber kann ein Krebs erfolgreich jagen, der nur nachts unterwegs ist und daher seine Augen nicht einsetzen kann? Krebse haben sehr lange Fühler, die aus mehreren 100 Segmenten bestehen und mit denen sie ständig die Umgebung vor sich und zu den Seiten hin abtasten. Aus der Fühlerstellung zur Körperachse  und dem Berührungsreiz an einem bestimmten Segment ermittelt nun der Krebs sowohl die Entfernung als auch die Richtung der Beute und berechnet daraus den Sprungwinkel und die Sprungweite.
Eine rechnerische Meisterleistung vollbringen Schützenfische, die mit einem gezielten Wasserstrahl aus dem Maul kleine Insekten von Blättern oder Zweigen über der Wasseroberfläche herunterholen. Daß die Fische aufgrund der Lichtbrechung vermutlich nur ein verzerrtes Abbild der Welt über dem Wasserspiegel bekommen, vermindert ihre Treffsicherheit auf bis zu einem halben Meter Entfernung überhaupt nicht. Die bemerkenswerte Leistung besteht aber vor allem darin, daß der Fisch nahezu im gleichen Moment an der jeweiligen Stelle der Oberfläche ist, an der das Insekt auftrifft. Wenn Kenntnisse über Fallhöhe, Fallrichtung und Anfangsgeschwindigkeit vorhanden sind, läßt sich exakt vorhersagen, wo ein Objekt auftrifft, und über diese Rechenkunst verfügen die Schützenfische offenkundig, starten sie doch schon Millisekunden nach dem Abschuß in die richtige Richtung.

Waldspaziergängern sind Ameisenhaufen vertraut, von denen Straßen in alle Richtungen führen und auf denen ein lebhafter Verkehr vom und zum Nest stattfindet. Diese Ameisenstraßen sind mit Duftmarken markiert, die allerdings keine Auskunft über die Richtung geben. Zusätzlich muß ein Bild der Umgebung gespeichert werden, um zu wissen, in welcher Richtung man unterwegs ist.
Nebenbei bemerkt: Ameisen können das 10-fache ihres Körpergewichtes über längere Strecken tragen, der Mensch kaum mehr als 25%.
Eine bemerkenswerte Leistung vollbringt die Wüstenameise, die einzeln in einer Region ohne markante Geländeunterschiede lebt. Ihr Suchlauf besteht aus einer wenig planmäßigen gewundenen Strecke und trotzdem findet sie mit ihrer Beute auf direktem Weg zu ihrem Nest zurück. Beobachtete Suchwege hatten eine Länge von 600 m, die in 18 Minuten zurückgelegt wurden, die 140 m direkte Entfernung zum Nest wurden in 6 Minuten bewältigt. Versetzt man die Ameise an ihrem Beuteort um x Meter seitlich, so läuft sie auf gerader Linie um den gleichen Betrag x an ihrem Nest vorbei, fängt dann allerdings an zu suchen. Sie muß also Informationen über die Richtung und Entfernung zwischen Beuteort und Nest besitzen.

Mit dem oberen Rand des Facettenauges nimmt sie, wie viele andere Insekten auch, das Polarisationsmuster des Himmels war. Aus der Änderung des Musters relativ zum Auge, die bei jeder Körperdrehung entsteht und die aufsummiert wird, ergibt sich die Rückkehrrichtung. Da sich das Polarisationsmuster im Laufe des Tages ändert, ist zusätzlich eine innere Uhr notwendig. Und schließlich gewinnt die Ameise über die Wahrnehmung der absoluten Laufgeschwindigkeit Kenntnis über die zurückgelegte Entfernung, wofür allerdings die Vorwärtsgeschwindigkeit mit den Drehbewegungen während des Suchlaufs verrechnet werden muß, um die direkte Entfernung zum Nest zu ermitteln.

Nun zu den Fledermäusen. Von ihnen gibt es ca. 1.000 Arten, die kleinsten sind 3,4 cm groß und wiegen 3,5 g, die größten messen 40 cm, haben 1,5 m Flügelspanne und wiegen 900 g. Fledermäuse sind die einzigen Säugetiere, die wirklich fliegen können. Alle  fliegen vor allem aus Sicherheitsgründen in der Dämmerung und Nacht, können also ihre Augen kaum zum Beutefang verwenden. Seit langem bekannt ist, daß sie sich der Echoortung bedienen, also mit den Ohren sehen. Die Zeitdifferenz zwischen dem über Mund oder Nase gebündelten Schall und dem Echo ist extrem kurz, Unterschiede von nur 0,01 ms sind noch wahrnehmbar, während beim Menschen 1 ms die Untergrenze darstellt. Das Problem besteht nun darin, daß der Schall mit 80 bis 120 dB relativ laut, das Echo aber sehr leise ist und sehr schnell eintrifft, z. T. schon bevor der Schall ausgeklungen ist. Auffallend große Ohren, ein hochempfindliches Gehör und die nur auf leise Töne reagierenden Gehirnzellen für das Hören, sowie ihr überproportional großer Anteil am Gehirn lösen diese Aufgabe.
Von einem Gegenstand werden nur Schallwellen reflektiert, wenn er nicht kleiner als die halbe Wellenlänge ist. Bei 80 kHz sind das 2mm, und trotzdem können Fledermäuse z. B. Fäden von 0,08 mm Dicke orten. Wie, ist bisher ungeklärt.
Bei der Jagd in der freien Landschaft kann ein Echo nur von potentiellen Beutetieren stammen. Anders in stark strukturierter Umgebung wie zwischen Häusern oder im Wald mit ständig wechselndem Hintergrundecho. Die Fledermäuse müssen laufend ihre Position zum Hintergrund bestimmen und trotzdem Beute orten können, was dadurch gelingt, daß die Fledertiere Signale unterschiedlicher Frequenz ausstoßen und  die gleichzeitig ankommenden Echos abwechselnd hören. Vermutlich sind zumindest einige Fledermausarten in der Lage, an dem Echo nicht nur zu erkennen, daß vor ihnen Beute fliegt, sondern auch die Art des Insektes und damit seinen Geschmack zu bestimmen. Sie können demnach mit den Ohren nicht nur sehen sondern auch schmecken.
Am Rande sei erwähnt, daß die Fledertiere auch nach dem Gedächtnis fliegen, erkennbar daran, daß sie noch abendelang um Dorflinden herum jagen, die gar nicht mehr vorhanden sind.

Natürlich hat die Evolution auch Überlebensstrategien für potentielle Beutetiere entwickelt. Einige Mottenarten besitzen in ihrem Hinterleib ein Organ, das den Schall der Fledermaus wahrnimmt, und das natürlich bevor das Echo die Mausohren erreicht. Spontaner Sink- oder Taumelflug ist die rettende Reaktion.

Bei Spaziergängen durch Wälder ist sicherlich manchem von Ihnen schon einmal aufgefallen, daß in älteren Nadelholzbeständen weit ab von einem potentiellen Mutterbaum einzelne junge Eichen oder Buchen wachsen. Eine ähnliche Beobachtung kann man beim alpinen Skisport in Regionen mit Zirbelkiefervorkommen machen. Junge Zirbelkiefern wachsen weit oberhalb der Altbäume in Entfernungen, die der Samen durch Windverfrachtung nicht überwunden haben kann. Verantwortlich für beide Vorkommen sind hier der Eichel-, im Gebirge der Tannenhäher. Häher sind Allesfresser, aber sie müssen für den Winter, wenn es weder Vogelnester auszunehmen gibt, noch Kleingetier erbeutet werden kann, vorsorgen. Und dies tun sie, in dem sie im Herbst zur Samenreife Unmengen von Eicheln, Bucheckern, Nüssen oder Nadelbaumsamen einsammeln und verstecken. Eichelhäher bringen es auf ca. 11.000 Früchte, Tannenhäher auf bis zu 33.000 Samen. Versteckt werden diese meist einzeln, da das eine größere Sicherheit gegen das Gefundenwerden durch Konkurrenten bietet. Natürlich finden die Vögel nicht alle Verstecke wieder, aber doch so viele, daß sie den Winter überleben, und das in einer durch Schnee häufig völlig veränderten Landschaft. Sie müssen sich also Geländemerkmale einprägen, die auch bei Schnee noch erkennbar sind. Daher erwählen die Tannenhäher im Gebirge bevorzugt Verstecke an Rücken oder Kämmen, die schneefrei bleiben.
Beobachtet man die Vögel beim Verstecken, so fällt auf, daß sie anschließend den Kopf mehrfach hin und her bewegen, die Umgebungwird also sowohl mit dem rechten als auch mit dem linken Auge eingeprägt, damit sie in beiden Gehirnhälften gespeichert wird, und das über Monate.

Die größte Faszination auf den Menschen übt sicherlich der Vogelzug aus – insbesondere der Frühlings- und Herbstzug der Kraniche, weil diese in großen Verbänden und laut rufend ziehen. Aber auch viele Kleinvogelarten verlassen uns im Herbst und kehren im Frühjahr zurück, sie ziehen häufig einzeln oder in lockeren Verbänden, oft nachts und auch noch stumm, so daß wir das gar nicht wahrnehmen.
Der Vogelzug ist seit 1901 Gegenstand systematischer Forschung und doch bis heute nicht restlos aufgeklärt. Jungvögel können zwar grundsätzlich die Flugrouten von ihren Eltern lernen, aber bei vielen Vogelarten ziehen Elterntiere und Jungvögel zu unterschiedlichen Zeiten. Oder aber z. B. der von Bachstelzen aufgezogene Jungkuckuck kennt seine Eltern überhaupt nicht, zieht aber auch nicht mit seinen Pflegeeltern.  Bei vielen Arten unterscheiden sich die Routen auf dem Hin- und Rückweg, manche Arten fliegen mehr als 10.000 km. Einen Sonderfall stellt der Millionensturmtaucher dar, ein Seevogel, der an der Küste Südostaustraliens brütet, dann entlang der asiatischen Pazifikküste bis Alaska fliegt, von dort an der amerikanischen Küste entlang bis nach Kalifornien wandert, um schließlich über den Ozean in sein Brutgebiet zurückzukehren.

Wie finden Vögel die Richtung und wissen, wie weit sie fliegen müssen?
Aus Versuchen mit Verfrachtung gefangener Zugvögel wissen wir, daß Jungvögel Richtung und Flugweite erben und mit Hilfe der Vektorennavigation dies umsetzen, d. h. sie haben Kenntnis über Richtung und Länge der zu fliegenden Strecke. Altvögel aber fliegen zielorientiert, wofür sie einen Kompaß und Kenntnisse über ihren Standort benötigen. Denkbar wären ein Sonnenkompaß für Tagzieher, ein Sternenkompaß für Nachtzieher sowie ein Magnetkompaß. Da die Sonne ihre Stellung am Himmel um 15 Grad pro Stunde ändert, müssen die Vögel auch über eine innere Uhr verfügen und auch Sterne verändern ihre Stellung am Himmel.
Der Magnetkompaß sitzt im rechten Auge, die Informationsverarbeitung erfolgt somit in der linken Gehirnhälfte. Unterschieden wird nicht nach Nord und Süd, sondern die Vögel orientieren sich an der sog. Inklination der Magnetfeldlinien, d. h. an dem Neigungswinkel, den die Feldlinien zur Erdoberfläche bilden. Wahrscheinlich ist der Magnetkompaß die ursprünglichste aber schwer zu handhabende Orientierungshilfe. Die Himmelskompasse werden mit seiner Hilfe geeicht. Da er nicht die Nord- oder Südrichtung bestimmt, funktioniert er auch bei einer Polumkehr, die es während  der Evolution der Vögel mehrfach gegeben hat. Wichtig für sog. Nachtzieher ist ein Himmelskompaß, mit dem nicht einzelne Sternbilder sondern die Gesamtrotation des Himmels wahrgenommen wird; dieser Kompaß muß „erlernt“ werden. Tagzieher orientieren sich am Stand der Sonne, der auch bei bedecktem Himmel erkannt wird dank der Fähigkeit, UV-Licht wahrzunehmen.

eben dem bei Rotkehlchen nachgewiesenen Kompaß im rechten Auge sind z. B. bei Tauben eisenhaltige Magnetitkörnchen im oberen Teil des Schnabels nachgewiesen, die vermutlich die Stärke des Magnetfeldes ermitteln.
Eine weitere Möglichkeit zur Orientierung bietet der Infraschall, der z. B. durch Brandung an den Küsten entsteht, für uns nicht hörbar ist, sich aber ohne nennenswerte Abschwächung bis über 1.000 km ausbreitet. Man geht heute davon aus, daß Wildgänse oder Kraniche von meiner Heimat im Wesertal aus das Rauschen der Biskaya hören können.
Der Zeitpunkt des Aufbruchs wird weder durch Witterung noch durch Tageslänge gesteuert, sondern durch einen inneren Kalender, der auch vorgibt, ab wann bei Vögeln, die nicht auf gerader Linie ziehen, die Zugrichtung geändert werden muß und wie lange zu fliegen ist, um das Winterquartier zu erreichen.

Beachtlich sind die Strecken, die an einem Tag zurückgelegt werden. 2001 konnte man im Internet an besenderten Jungkranichen aus dem Baltikum deren täglichen Aufenthaltsort verfolgen. Nach dem Start ging es zunächst eher gemütlich in kurzen Etappen nach Westpolen, dann zum großen Sammelplatz in Mecklenburg mit mehrtägigem Aufenthalt und von dort innerhalb von 24 Stunden bis nach Südfrankreich, einen Tag später ebenfalls in einem Zuge bis nach Westspanien in das Winterquartier.
Ein weiteres Beispiel für getrenntes Ziehen von Alt- und Jungvögeln liefern die im Mittelmeerraum beheimateten Eleonorenfalken. Sie brechen zwar zur gleichen Zeit in ihr Winterquartier auf Madagaskar auf, aber während die Altvögel relativ geradlinig über Libyen, Sudan oder Ägypten an die Küste von Mosambique und von dort nach Madagaskar fliegen, überqueren die Jungvögel die Sahara im Westen, halten sich einige Zeit in Westafrika auf, bevor sie nach Osten streben.

Man könnte annehmen, daß der Rückflug in das Brutgebiet einfacher zu lösen ist, da er ja nur eine Streckenumkehr bedeutet. Viele Vogelarten benutzen jedoch für den Rückflug andere, zumeist kürzere Wege. Neue Forschungen lassen vermuten, daß Vögel offensichtlich in der Lage sind, mit Hilfe ihrer verschiedenen Navigationssysteme von jedem Ort der Erde aus an jeden anderen ihnen bekannten Platz zurückzufinden. Dabei erfolgt das Aufsuchen des bekannten Platzes in seiner Endphase offenbar mit Hilfe einer gespeicherten Landkarte, ein Hilfsmittel, das Zugvögel über Jahre zum gleichen Nest zurückfinden läßt oder Brieftauben in ihren Schlag leitet.
Wandern tun nicht nur Vögel und Fische, sondern auch Insekten. Bereits Moses und der Pharao müssen das gewußt haben, finden wir doch im 2. Mose 10 den Satz: „Weigerst du dich, mein Volk ziehen zu lassen, siehe, so will ich morgen Heuschrecken kommen lassen über dein Gebiet, daß sie das Land so bedecken, also daß man von ihm nichts mehr sehen kann.“

Die etwa 50 verschiedenen Wanderheuschreckenarten gehören zu Wanderinsekten, die selbst niemals an den Ort des Wegzuges zurückkehren. Wenn es in den Eiablagegebieten in Nordafrika oder Arabien zu trocken wird, also keine Nahrung mehr vorhanden ist, findet ein Massenstart der inzwischen flugfähigen Jungtiere statt, die sich von günstigen Winden in die Monsunregengebiete Pakistans und Nordindiens tragen lassen. Dort werden mehrere Generationen von Nachkommen produziert. Bei günstigen meteorologischen  Bedingungen wandert dann eine Generation zurück, warum ist bisher unklar, denn wenn im Monsunregengebiet mehrere Generationen gelebt haben, kann Nahrungsmangel kein Grund für den Rückflug sein. Auch ist bisher nicht erforscht, wie die Information über Zugrichtung und -entfernung weitergegeben wird.

Ebenso weitgehend ungeklärt ist das Wanderverhalten von Schmetterlingen. Am bekanntesten ist wohl der nordamerikanische Monarch, der im Sommer in mehreren Generationen im Gebiet um die Großen Seen herum lebt. Die letzte Generation macht sich im Herbst auf zum Zug in das Winterquartier im Gebirge östlich von Mexico City in 3.000 Meter Höhe, wo Millionen von ihnen witterungsbedingt sterben. Im März brechen die überlebenden Falter von dort wieder auf, erreichen ihr Startgebiet aber nicht. Dies ist erst der nächsten oder übernächsten Generation vergönnt. Vermutet wird eine an Magnetfeld und Sonne ausgerichtete Kompaßorientierung, die vererbt wird, und die besonders erstaunlich ist, da Schmetterlinge als „Gehirn“ nur wenige Nervenknoten besitzen.
Aber auch bei uns gibt es im Sommer mehrere Schmetterlingsarten wie z. B. den Distelfalter oder den Taubenschwanz, die im Mittelmeerraum geschlüpft sind und über die Alpen bis nach Skandinavien wandern. Ob auch ein Rückweg angetreten wird, und warum überhaupt der beschwerliche Weg z. T. über das Meer, im Einzelfall sogar über die Sahara und anschließend über das Gebirge angetreten wird, ist ungeklärt.

Es soll immer noch Mitglieder der menschlichen Gesellschaft geben, die sich oder ihresgleichen für die Krone der Schöpfung oder banaler ausgedrückt für ein Erfolgsmodell halten. Angesichts der vielfältigen und unsere Fähigkeiten in Teilbereichen weit übersteigenden Lösungen in der Natur sollten wir aber nicht verlernen ehrfürchtig zu staunen.

Quelle: Vortrag vor dem RC Berlin-Lilienthal.