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© Jari-Peltomäki
Energiehaushalt während des Vogelzugs
Der Langstreckenflug verlangt eine gute Vorbereitung des Organismus an diese Ausdauerleistung, die teilweise ohne Nahrungsaufnahme gemeistert werden muss. Wir untersuchen, wie der Stoffwechsel diesen Wechsel zwischen dem Energieaufbau und dem Abbau der Körperreserven meistert und wie er reguliert wird.
Ziele
Folgende Fragestellungen wurden untersucht:
- Wie schafft es ein kleiner Singvogel während des Zuges eine Ausdauerleistung ohne Nahrungsaufnahme zu vollbringen?
- Wie bewältigt er die Anforderungen an eine hohe Flugleistung und einen effizienten Fettaufbau während der Rast?
- Wie wichtig sind die Rastgebiete für rastende Vögel? Gibt es qualitative Unterschiede zwischen Rastgebieten?
Vorgehen
Wir haben den Stoffwechsel der Zugvögel auf ihrem Weg in das Winterquartier untersucht und zwar im Rastgebiet während der Ruhe- und Auftankphase, und während des Fluges. Letzteres ist dank der weltweit einmaligen Gelegenheit, Vögel in den Alpen aus dem aktiven Zug herauszufangen, möglich. In einem kleinen Blutstropfen können wir Blutzucker, Fette und Abbauprodukte von Eiweiss bestimmen. Diese Stoffwechselprodukte sagen uns, welche Energietypen der fliegende Vogel verbraucht und ob seine Energiereserven zur Neige gehen. Beim rastenden Vogel können wir mit Hilfe dieser Messungen Rückschlüsse ziehen, ob er genug Nahrung findet, um die verbrauchten Energiereserven wieder aufzufüllen. Da wir auf dem Col de Bretolet Vögel fangen, deren Flugzeit unbekannt ist, haben wir die gleiche Fragestellung auch unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Dazu haben wir Stoffwechselprodukte an Brieftauben und an Knutts, die bis zu 10 Stunden nonstop im Windtunnel flogen (Zusammenarbeit mit der Universität Lund), untersucht.
Ergebnisse
Die Untersuchungen des Ausdauerfluges zeigten erstaunliche physiologische Besonderheiten, die erklären helfen, wie ein Zugvogel diese Ausdauerleistung ohne Nahrungsaufnahme bewältigen kann. Der wesentliche Punkt ist, dass sich der Organismus des Zugvogels optimal auf den Brennstoff Fett, d.h. Triglyceride, eingestellt hat. Dieser relativ leichte und energiedichte Brennstoff wird in grosser Menge zu den Brustmuskeln transportiert, was unter anderem dank eines speziellen Stoffwechselweges ermöglicht wird. Darüber hinaus decken ziehende Vögel ihren Energieverbrauch zu einem wesentlich höheren Anteil aus Fettreserven, als das andere Wirbeltiere bei Ausdauerleistung können. Ziehende Vögel verbrennen wenig Protein. Dadurch sparen sie Transportgewicht, da Protein viel Wasser enthält und somit im Verhältnis zu seinem Energiegehalt „schwer“ ist. Ausserdem baut der Organismus Organe nur zu einem geringen Ausmass und hauptsächlich zu Lasten der Brustmuskeln ab, so dass er während der Rastphase Reserven schnell wieder aufbauen kann.
Projektleitung
Partner
Dr. Åke Lindström und Anders Kvist, Universität Lund, Schweden
Prof. Dr. Theunis Piersma, Netherlands Institute for Sea Research, Texel, Niederlande
Prof. Dr. Hubert Schwabl, Washington State University Pullman
Dr. Fernando Spina, Istituto Nazionale per la Fauna Selvatica, Bologna, Italien
Publikationen
Fasting in Birds: General Patterns and the Special Case of Endurance Flight.
Nectar: an energy drink used by European songbirds during spring migration.
Long flights do not influence immune responses of a long-distance migrant bird: a wind-tunnel experiment.
Zur Physiologie von Zugvögeln auf dem Zug: eine Übersicht.
Interdependence of flight and stopover in migrating birds: possible effects of metabolic constraints during refueling on flight metabolism.
Fuel use and metabolic response to endurance exercise: a windtunnel study of a long-distance migrant shorebird.
Plasma metabolites reflect seasonally changing metabolic processes in a long-distance migrant shorebird (Calidris canutus).
Temporal uncoupling of thyroid hormones in Red Knots: T3 peaks in cold weather, T4 during molt.
Post-Exercise Ketosis in Night-Migrating Passerine Birds.
Fat and protein utilization during migratory flight.
Fuel supply and metabolic constraints in migrating birds.
Habitat utilization and energy storage in passerine birds during migratory stopover.
Metabolic responses to diurnal feeding patterns during the postbreeding, moulting and migratory period in passerine birds.
Metabolic differences between the postbreeding, moulting and migratory period in feeding and fasting passerine birds.
Metabolic responses of homing pigeons to flight and subsequent recovery.
Plasma metabolite levels predict individual body-mass changes in a small long-distance migrant, the Garden Warbler
Corticosterone Levels of Passerine Birds During Migratory Flight.
High plasma triglyceride levels in small birds during migratory flight: A new pathway for fuel supply during endurance locomotion at very high mass-specific metabolic rates?
Metabolic responses to flight and fasting in night migrating passerines.