#Wie Kolibris durch kleine Lücken fliegen

Video: So fliegt ein Kolibri per Seitwärts-Flugmanöver durch eine schmale Öffnung. © Marc Badger

Geheimnissen der gefiederten Flugkünstler auf der Spur: Forscher haben zwei Techniken aufgedeckt, durch die Kolibris Engpässe überwinden, die für ihre Flügelspannweite zu schmal sind. Bei dem eher vorsichtigen Verfahren schwirren sie mit einem Flügel voraus seitwärts durch die Lücke. Wenn sie das Hindernis bereits kennen, wenden sie aber auch eine gewagtere Technik an: Sie sausen mit nach hinten gestreckten Flügeln durch die Öffnungen, zeigen die Aufnahmen. Die neuen Einblicke beleuchten damit, wie die kleinen Flugakrobaten so gewandt durch dichte Vegetation manövrieren können, sagen die Wissenschaftler.

Im Schwebeflug von Blüte zu Blüte: Die Kolibris haben eine der erstaunlichsten Fortbewegungsweisen im Tierreich hervorgebracht. Durch eine extrem hohe Flügelschlagfrequenz können die winzigen Vögel wie Hubschrauber in der Luft stehen sowie raffiniert manövrieren. Dadurch haben sie sich eine spezielle Nahrungsquelle erschlossen: Schwebend tanken sie mit ihren langen Schnäbeln Nektar aus Blüten und schwirren dazu gewandt durchs Dickicht. Bisher gab es dabei allerdings eine offene Frage: Wie fliegen sie durch Lücken in der Vegetation, die kleiner als ihre Flügelspannweite sind?

Von „normalen“ Vögeln ist bekannt, dass sie dazu ihre Flügel über die flexiblen Gelenke zum Körper hin leicht einfalten. Doch die Kolibris haben diese Gelenkfunktionen in den Flügeln im Zuge der Entwicklung ihrer speziellen Flugtechnik verloren. Um zu klären, wie sie dennoch durch die komplexen Strukturen ihrer Lebensräume witschen können, hat das Forscherteam um Seniorautor Robert Dudley von der University of California in Berkeley Experimente mit dem nordamerikanischen Annakolibri (Calypte anna) durchgeführt.

Knifflige Passagen im Visier

Sie bauten dazu eine Versuchsanlage, in der den Vögeln zwei künstliche Blüten als Futterquellen angeboten wurden. Zwischen diesen lag allerdings eine Trennwand, die nur durch ein Fenster zu überwinden war. Zunächst besaß diese Öffnung eine bequem passierbare Breite für die etwa zwölf Zentimeter umfassende Flügelspannweite der Kolibris. Um sie möglichst effektiv dazu zu bringen, häufig durch das Loch von der einen zur anderen Blüte zu fliegen, wendeten die Forscher einen Trick an: Es gab nur abwechselnd Zuckersaft in den Kunstblüten. Sie füllten sich erst wieder auf, nachdem der Vogel vom jeweils gegenüberliegenden Futterspender zurückgekehrt war. Dies lernten die Versuchstiere schnell und sausten deshalb eifrig hin und her.

Dann stellten die Forscher die Kolibris auf die Probe: Sie setzten in das Fenster eine Reihe kreisförmiger Öffnungen ein, deren Durchmesser kleiner war als die Flügelspannweite der Vögel. Das Spektrum reichte dabei von zwölf bis sechs Zentimetern. Wie die Kolibris auf die zunehmende Enge reagierten, erfassten die Wissenschaftler durch Hochgeschwindigkeitsaufnahmen. In der Zeitlupe konnten sie anschließend die Flugmanöver im Detail aufschlüsseln. Außerdem kam ein spezielles Computerprogramm bei der Analyse des Flugverhaltens zum Einsatz.

Zwei Techniken aufgedeckt

So zeigte sich: Kolibris können zwei unterschiedliche Strategien einsetzen, um Engpässe zu überwinden. Beim ersten Verfahren schweben sie mit einem Flügel voraus seitwärts durch die Lücke und passen dabei auch die Ausrichtung ihres langen Schnabels an die Bewegungsrichtung an. Dabei vollführen sie raffinierte Flügelbewegungen, die ihnen dieses Manöver ermöglichen, zeigten die Analysen der Aufnahmen. Dadurch können sie vergleichsweise bedächtig und ohne an Höhe zu verlieren, die Lücken passieren. Bei der zweiten Strategie geht es hingegen rasanter zu: Die Vögel richten die Flügel dabei nach hinten aus, sodass sie am Körper anliegen. In einem kurzen Schuss-Flug sausen sie dann mit dem Schnabel voran durch die Lücke. Nach der Passage setzt der Flügelschlag dann wieder ein, um das Manöver zu beenden.

Video: Schuss-Flug-Methode im Blick. © Marc Badger

Wie aus den Beobachtungen hervorging, nutzen die Vögel die Seitwärts-Flugtechnik offenbar vor allem, wenn sie unsicher sind, was sie erwartet. Denn durch dieses vergleichsweise langsame und kontrollierte Verfahren können sie vermutlich besser auf mögliche weitere Hindernisse reagieren. Wenn die Vögel hingegen den Engpass ein paar Mal durchquert hatten, kam häufiger der Schuss-Flug zum Einsatz, stellten die Forscher fest. „Sie scheinen die schnellere Methode anzuwenden, wenn sie besser mit dem System vertraut sind“, sagt Dudley. Außerdem wird dieses Verfahren offenbar immer günstiger, je enger die Lücken werden. Die kleinste Testgröße von sechs Zentimetern überwanden die Vögel dann nur noch in dem Schussflug-Verfahren, berichten die Forscher.

Die bisherigen Beobachtungen wollen sie nun auch weiter ausbauen: Unter anderem plant das Team, zu untersuchen, mit welchen Verhaltensweisen die raffinierten Flugkünstler auf eine Abfolge verschiedener Engpässe reagieren.

Quelle: University of California – Berkeley, Fachartikel: Journal of Experimental Biology, doi: 10.1242/jeb.245643

© wissenschaft.de – Martin Vieweg