Ein Magnetometer im Oberschnabel aller Vögel?

Frankfurt - Eisenhaltige kurze Nervenäste im Oberschnabel dienen offensichtlich ganz unterschiedlichen Vogelarten dazu, die Stärke des Erdmagnetfeldes zu messen und nicht nur seine Richtung wie ein Kompass zu bestimmen.

Was die Frankfurter Neurobiologen Dr. Gerta Fleissner und ihr Mann Prof.Dr. Günther Fleissner bereits vor einigen Jahren bei Brieftauben entdeckten, können sie jetzt auch für andere Vogelarten belegen.

In Kooperation mit dem Experimentalphysiker Dr. Gerald Falkenberg vom DESY Hamburger Synchrotron haben sie die entscheidenden Eisenoxide charakterisiert, die die Funktion des Magnetometers im Schnabel steuern. Mit den Nachweismöglichkeiten der Röntgenfluoreszenz im DESY zeigt sich nun, dass auch die Eisenoxide in den Dendriten unterschiedlicher Vögel identisch sind; diese Ergebnisse veröffentlichen die drei Wissenschaftler soeben in dem renommierten interdisziplinären Online-Journal PloS ONE.

"Als wir in den zurückliegenden Jahren dieses System aus Nervenästen mit den stark magnetischen Eisenverbindungen in bestimmten Zellpartikeln bei Brieftauben nachgewiesen haben, warf dies sofort die Frage auf, ob es vergleichbare Dendritensysteme auch bei anderen Vogelarten gibt", so die Projektleiterin Gerta Fleissner. Egal, ob Vögel ihre Magnetkarte im Hirn, die von den mehr als 500 Magnetfeldrezeptoren kodiert wird, zur weiträumigen Orientierung nutzen oder nicht - die Anlagen sind sowohl bei Zugvögeln wie Rotkehlchen und Grasmücke als auch bei Haushühnern vorhanden.

"Dieser Befund ist erstaunlich, weil die untersuchten Vögel eine sehr unterschiedliche Lebensweise haben und vielfältige Orientierungsaufgaben lösen müssen: Brieftauben, die geübt sind, von unterschiedlichen Auflassorten zum Heimatschlag zurück zu finden, Kurzstreckenzieher wie das Rotkehlchen, Langstreckenflieger wie die Grasmücke und ortstreue Vögel wie die Haushühner", erklärt Gerta Fleissner.

Um diesen Beweis anzutreten, haben die Wissenschaftler Tausende von Vergleichsuntersuchungen und -messungen vorgenommen: Zunächst wird dazu das Gewebe des Oberschnabels mikroskopiert und untersucht, wo sich in dem Gewebe eisenhaltige Substanzen befinden, anschließend vergleichen die Forscher diesen histologischen Befund mit den Ergebnissen der physikochemischen Analysen.

Für diese aufwändigen Studien mit hochauflösenden topografischen Röntgenstrahlen wurde das Synchrotronlabor (Hasylab) am DESY in Hamburg eingesetzt. "Der Schnabel kann hier mit speziellen Röntgenstrahlen zerstörungsfrei untersucht werden, um genau herauszufinden, wo die stark magnetischen Eisenverbindungen in den Dendriten sitzen und wie sie im Detail zusammengesetzt sind", erläutert Gerta Fleissner und betont, dass sie ohne die DESY-Kooperation mit dem Experimentalphysiker und strahlenphysikalischen Projektleiter Falkenberg diesen Durchbruch nicht hätten erreichen können.

Das von den Eisenverbindungen lokal verstärkte Magnetfeld regt die Dendriten der Nervenzellen an, wobei jeder dieser vermutlich mehr als 500 Dendriten jeweils nur eine Richtung des Magnetfelds kodiert. Diese Informationen werden an das zentrale Nervensystem im Kopf des Vogels weitergeleitet und bilden die Basis für die Magnetkarte, die letztendlich die Orientierung im Raum ermöglicht.

Ob die Möglichkeiten dieser Magnetkarte nun ausgeschöpft werden, hängt von der Motivation der jeweiligen Vogelart ab, die z.B. bei den Zugvögeln zur Zeit der Zugunruhe deutlich stärker ausgeprägt ist als zu anderen Jahreszeiten, wie von der Frankfurter Arbeitsgruppe um Prof. Wolfgang Wiltschko, dem Entdecker der Magnetwahrnehmung bei Vögeln, in vielfältigen Verhaltensversuchen gezeigt werden konnte.

Die Zusammenarbeit mit diesem Forscherteam hat auch deutlich machen können, dass der Magnetkompass und die Magnetkarte vermutlich auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen und an anderer Stelle lokalisiert sind: Der Magnetkompass liegt im Auge und das Magnetometer für die Magnetkarte im Schnabel.

"Die nun vorliegenden Befunde können auch die alten Mythen über eisenbasierte Mechanismen und Strukturen zur Magnetrezeption an beliebigen Stellen im Körper wie Blut, Gehirn oder Schädel widerlegen und stattdessen ein solides Methodenkonzept liefern, mit dessen Hilfe auch in anderen Organismen Magnetrezeptorsysteme aufgefunden werden können", freut sich Günther Fleissner.

Ihre eindeutig reproduzierbaren Daten liefern die Basis für künftige Versuchsreihen, die die vielen bislang noch unbekannten Schritte zwischen der Magnetfeldwahrnehmung und deren Einsatz als Navigationshilfe aufklären sollen.

Die Untersuchungen, die jetzt veröffentlicht sind, wurden gefördert durch zwei Frankfurter Stiftungen, die Stiftung Polytechnische Gesellschaft und die Alfons und Gertrud Kassel-Stiftung, sowie durch das ZEN-Programm der Hertie-Stiftung, durch die Freunde und Förderer der Goethe-Universität und die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Die aufwändigen Messungen im HASYLAB ermöglichte die Helmholtz-Gemeinschaft. (idw)

Quellenangabe: Proplanta ®  |  01.03.2010

www.proplanta  . de

Für die gelisteten Darstellungen trägt der Autor die redaktionelle Verantwortung.

Die Informationen geben ausnahmslos die Meinung des Verfassers, nicht eine Stellungnahme unserer Organisation wieder.

 

Artenschutz im Steigerwald

 

Die Deutsche Wildtier Stiftung fordert mehr Wildkräuter für Feldhasen

Hamburg - Der Speiseplan des Feldhasen ist heute weitgehend auf Weizenhalme, Raps und andere Kulturpflanzen beschränkt.

Doch das perfekte Hasen-Dinner sieht anders aus: Ein bisschen Klee als Vorspeise, Wildkräuter an Fenchelgemüse mit Karotten als Hauptgang und als Nachtisch junge Halme vom Klatschmohn. "Feldhasen beginnen ihr Dinner in der Abenddämmerung und futtern am liebsten fetthaltige Kräuter", sagt Andreas Kinser, Feldhasenexperte der Deutschen Wildtier Stiftung.

Doch das perfekte Hasen-Dinner wird heute nur noch selten aufgetischt. Denn das Angebot an Wildkräutern ist in der intensiv genutzten Agrarlandschaft dürftig. "Die Lebensbedingungen für Feldhasen haben sich seit dem Wegfall der Flächenstilllegung 2007 weiter verschlechtert", bedauert Andreas Kinser. "Früher waren die Landwirte verpflichtet, einen Teil ihrer Ackerflächen brach fallen zu lassen, um Subventionen zu bekommen. Diese Flächen waren oft gute Rückzugräume für Wildpflanzen und Wildtiere. Heute wächst auf ehemaligen Brachen vorwiegend Mais für die überall entstehenden Biogasanlagen."

Von der Flächenstilllegung hat nicht nur der Feldhase profitiert. "Bodenbrüter wie Rebhühner und Kiebitz, Insekten wie Schmetterlinge und Insektenjäger wie die Eulen finden auf Blüh-Streifen am Ackerrand und den Brachflächen Nahrung und Deckung", so Kinser. Mit dem Wegfall der obligatorischen Flächenstilllegung ist die Vielfalt in unseren Agrarlandschaften weiter zurück gegangen. Die Deutsche Wildtier Stiftung fordert daher, Subventionen nicht per Gießkanne zu verteilen, sondern Naturschutz in der Landwirtschaft gezielt zu honorieren. "Dann hätten Brachen und Wildkräuter wieder eine Chance und der Tisch für das  perfekte Hasen-Dinner wäre gedeckt." 
   
Rund um den Feldhasen dreht sich alles bei der "Fachtagung Feldhase" der Universität Kassel am 19. und 20. März 2010. Andreas Kinser, Deutsche Wildtier Stiftung, spricht dort über die Frage "Was tun Feldhasen Nachts?". (dws)

Quellanangabe: Proplanta ®  |  07.03.2010
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