Schopflunde regulieren ihre Temperatur über den Schnabel | Polarjournal

Die charismatischen Schopflunde, die zu den Alkenvögel gezählt werden, zeichnen sich nicht nur durch ihren gelben Kopfschmuck aus. Auch ihr auffällig grosser und bunt gefärbter Schnabel sind ihr Markenzeichen, ähnlich wie beim Atlantischen Papageitaucher. Doch warum haben sich die grossen Schnäbel evolutiv durchgesetzt? Eine Forschergruppe hat die Antwort in der Regulierung der Körperwärme gefunden. Ihre Ergebnisse wurden im Journal of Experimental Biology jetzt veröffentlicht.

Die Schopflunde, die im Bereich der Beringstrasse sowohl auf der russischen wie auch auf der amerikanischen Seite vorkommen, nutzen gemäss der Forscher ihre Schnäbel zur Thermoregulation des Körpers während des Fluges. Damit sind sie in der Lage, weite Strecken fliegen zu können, ohne zu überhitzen. Die Wissenschaftler um Hannes Schraft kamen zu diesem Ergebnis, indem sie die Vögel mit Wärmebildkameras während des Fluges und beim Landen aufnahmen. Es zeigte sich, dass innerhalb von 30 Minuten nach dem Landen die Temperatur des Schnabels um 5°C sank, während der Körper kaum Wärme verlor. Insgesamt machte der Wärmeverlust über den Schnabel zwischen 10 – 18 Prozent der Gesamtmenge aus, obwohl die Schnabeloberfläche nur knapp 6 Prozent ausmacht. Dr. Hannes Schraft von der Universität Montréal, meint dazu: «Wir wollten herausfinden, ob die Lunde ihre beeindruckend grossen Schnäbel dazu verwenden, überschüssige Körperwärme abzugeben, wenn sie fliegen. Wir dachten, dass dies auch bei ihnen der Fall ist. Denn vorangegangene Arbeiten zeigten dies bei Tukanen und Hornvögel, die auch sehr grosse Schnäbel haben.»

Die Schopflunde gehören zu den Alkenvögel, die eine relativ kleine Flügeloberfläche im Vergleich zum Körper haben. Dadurch müssen sie sehr schnell mit den Flügeln schlagen um zu fliegen und produzieren so sehr viel Körperwärme. Bild: Annina Egli

Aus energetischer Sicht ist Fliegen sehr aufwendig für Vögel. Beispielsweise ist bei den Dickschnabellummen, die nahe mit den Schopflunden verwandt sind, der Energieaufwand beim Fliegen 31x grösser als in der Ruhephase. Dies ist der höchste Aufwand aller Wirbeltiere. Dadurch produzieren die Lummen auch sehr viel Körperwärme, erklärt Kyle Elliott, Professor an der kanadischen McGill Universität. Hannes Schraft meint auch: «Lummen und wahrscheinlich auch Lunde produzieren beim Fliegen soviel Hitze wie eine Glühbirne.» Um dem entgegenzuwirken, habe sich wahrscheinlich bei einigen Vogelarten der grosse Schnabel entwickelt, vermutet Professor Elliott. «Der Vogelschnabel ist ein klassisches Beispiel wie die Evolution die Morphologie geformt hat. Unsere Resultate stützen die Idee, dass die Körperwärmeregulation eine Rolle bei der Schnabelentwicklung gespielt hat. Wir glauben, dass dies ein Beispiel von Exaptation ist, also die Vergrösserung einer externen Struktur zur Nutzung einer neuen Funktion. Andere Beispiele dafür sind grössere Ohren zur Abkühlung bei Wüstenhasen», erklärt Elliott. Aufgrund des dichten Gefieders sind die Schopflunde (und alle arktischen Vogelarten) sehr gut gegen Kälte isoliert und können so keine Thermoregulation durch Schwitzen erwirken. So geht die Wärme über den Schnabel ab.

Wie alle Meeresvögel verbringen auch Schopflunde viel Zeit im kalten Wasser. Ihr Gefieder ist entsprechend wasserabweisend und isoliert die Tiere vor Wärmeverlust. Bild: Annina Egli

Die Forscher sind sich des Widerspruches ihrer Ergebnisse im Hinblick auf den Lebensraum der Schopflunde durchaus bewusst. Denn viele Vogelarten versuchen extensive Wärmeabgabe über den Schnabel zu vermeiden. Die meisten arktischen Vogelarten haben einen kleinen Schnabel entwickelt und verstecken diesen unter den Federn beim Ausruhen. Es würde also logisch erscheinen, dass Schopflunde, die im Beringmeer beheimatet sind, einen kleinen Schnabel besitzen. Doch für Schraft spielt hier der Wettbewerb und die Bedürfnisse eine wichtigere Rolle. «Überhitzung ist für Meeresvögel ein echtes Problem, wenn sie weite Distanzen zurücklegen müssen, um Futter für ihre Jungen zu suchen. Lunde und Papageitaucher haben dieses Problem wahrscheinlich durch die Entwicklung eines grösseren Schnabels überwunden,» erklärt er.

Schopflunde brüten an den Küsten rund um die Beringstrasse. Hier fanden die Tiere im Sommer genügend Nahrung für ihre Jungen. In den vergangenen Jahren wurde Fisch aber durch steigende Wassertemperaturen seltener. Bild: Annina Egli

Im Bereich des Beringmeeres brüten Schopflunde an den felsigen Küsten und ziehen im Herbst weiter hinunter in den Nordpazifik, wo sie überwintern. Die Fische jagenden Vögel fanden aber in den vergangenen Jahren immer weniger Nahrung für sich und ihre Jungen. Dieses Jahr wurden tausende von verhungerten Schopflunde an den Küsten der Aleuten und alaskischen Inseln angespült. Forscher vermuten einen Zusammenhang mit den gestiegenen Wassertemperaturen und dem Verlust des Meereises im Gebiet, was zu einem Rückgang von Krebstieren und Fischen geführt hat.

Quelle: McGill Universität / Schraft et al (2019) J Exp Biol 222 doi: 10.142/jeb212563

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