Als Geheimwaffe von Vögeln und Außenseitern gilt die fliegende V-Formation als ideal für Energie und Aerodynamik. Eine heute in Nature veröffentlichte Studie bestätigt nicht nur diese Idee, sondern füllt auch die Lücken, wie und warum Vögel sie verwenden.
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Das meiste, was wir über die Physik des Fliegens wissen, stammt aus dem Studium von Flugzeugen - Vögel drücken die Luft nach unten, um in der Luft zu bleiben und in ähnlicher Weise durch die Luft zu gleiten. Die Flügel hinterlassen auch einen Luftwirbel: Luft, die von der Oberseite der Flügelspitzen (Upwash) strömt, erzeugt Auftrieb, und Luft, die von der Unterseite (Downwash) kommt, drückt nach unten. „Die einfache Regel lautet: Aufwaschen ist gute Luft und Abwaschen ist schlechte Luft“, sagt Steve Portugal, ein vergleichender Ökophysiologe am Royal Veterinary College in Hatfield, Großbritannien, und Mitautor der neuen Studie.
Egal, ob Sie ein Vogel oder ein Flugzeug sind, theoretisch möchten Sie den kleinen Teil des Wirbels, der sich unter Wasser befindet, befahren. Und die fliegende V-Konfiguration, so die Autoren, hilft Vögeln dabei.
Zuvor vermuteten Wissenschaftler, dass Vögel im Flug ein V bilden, weil die Form es einigen von ihnen ermöglichte, weniger Energie zu verbrennen. Eine Studie aus dem Jahr 2001 ergab, dass Pelikane an der Vorderseite des V schnellere Herzfrequenzen hatten - und wahrscheinlich mehr Energie verbrauchten - als diejenigen weiter hinten. Um mehr über andere mögliche Vorteile des Flugs in einem V zu erfahren, hier ein kurzes Video:
Gänse haben seit Millionen von Jahren etwas gewusst, was die Menschen erst kürzlich selbst herausgefunden haben. Moderiert von Eric Schulze.Aber wie verhalten sich Vögel in dieser Konfiguration? Studien über fliegende Vögel in freier Wildbahn gibt es nur wenige, und theoretische Modelle von Vögeln im Flug bringen Sie nur so weit. Portugal und seine Kollegen haben sich also mit Waldrappteam zusammengetan, einer Naturschutzgruppe, die den vom Aussterben bedrohten Schwarzkopf-Ibis ( Geronticus eremita ) nach Südeuropa zurückbringt.
Wenn Ibis-Jungtiere in nördlicher Glatze in Gefangenschaft geboren werden, sehen sie den Menschen als ihre Eltern und sind in jeder Hinsicht auf den Menschen angewiesen. Es ist schwierig, sie wieder in die Wildnis einzuführen - um zu überleben, mussten sie ihren natürlichen Migrationsweg erlernen. Waldrappteam unterrichtet diese Routen.
Portugal und Kollegen beobachteten Vögel, die in einem Zoo in Wien, Österreich, geboren wurden, bei einer solchen Navigationsstunde aus der Ferne. Zunächst entwickelten die Wissenschaftler Datenlogger, die etwas kleiner und leichter als ein iPod sind, und schnallten jedem Vogel einen an. Dann folgten die Vögel über mehrere Wochen hinweg ihren menschlichen „Eltern“ in einem Ultraleichtflugzeug, um ihren Winter in Italien zu verbringen.
Die nordkahle ibis-Herde umgibt ihre menschlichen Pflegeeltern Stefanie Heese (links) und Daniela Trobe (rechts) sowie das im Experiment eingesetzte Ultraleichtflugzeug. (Foto: Markus Unsöld / Waldrappteam) Zwei Stunden am Tag sammelten die Logger GPS- und Beschleunigungsdaten und sagten den Wissenschaftlern, wo sich die Vögel in Formation befanden und was sie taten. „Wir haben unsere Technologie einfach bereitgestellt und sie tun lassen, was immer natürlich ist“, sagt Portugal.
Was für Vögel natürlich ist, erfordert viel Geschick und Präzision. Zugvögel im V folgen dem exakten Flügelspitzenpfad des Vogels, um ihren Aufschwung aufzufangen. Aber wenn sie direkt hinter einem anderen Vogel sind, machen sie das Gegenteil und schlagen ab, um ein Downwash zu vermeiden. Aus verschiedenen Gründen mischen die Vögel ihre Positionen im Flug und ändern dabei ihren Schlagrhythmus.
"Irgendwie können sie Dinge spüren, die wir nicht können", sagt Portugal. „Wie schnell der Vogel [vorne] fliegt, wie schnell er flattert, damit er zum bestmöglichen Zeitpunkt flattert.“ Rennradfahrer wissen ebenfalls, wie sie sich hinter einem Spitzenreiter positionieren, um Luftwiderstand zu vermeiden und Energie zu sparen.
Nördlicher kahler IBIS in der Fluganordnung über Toskana. (Foto: Markus Unsöld / Waldrappteam) Wie spüren Vögel, wenn sie im Takt schlagen müssen? Bret Tobalske, ein Biologe, der die Biomechanik des Flugs an der Universität von Montana in Missoula studiert, weist darauf hin, dass der Mechanismus auf eine Kombination aus Sehvermögen, Whisker-ähnlichen Rezeptoren an den Flügelspitzen von Vögeln, die als Filoplumes bezeichnet werden, und reflexiven Reaktionswegen in Missoula zurückzuführen sein kann das Gehirn. Wissenschaftler wissen es einfach nicht.
Die Studie steht an der Spitze eines wissenschaftlichen Trends, der sich mit der Bewegung von Tieren in der natürlichen Umwelt befasst. "Es zeigt einen dramatischen Fortschritt bei der Messung der Dynamik der Tierbewegung in freier Wildbahn", sagt Tobalske. Das ibis-Projekt ist Teil einer Reihe von Tierbewegungsstudien. Andere Projekte umfassen die Untersuchung von Rudeln wilder afrikanischer Hunde, Taubenherden und Schafherden.
