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Als einzige terrestrische Vogelart lebt das Svalbard-Schneehuhn (Lagopus muta hyperborea) ganzjährig in der Hocharktis, ermöglicht durch seine perfekte Anpassung an die im Jahresverlauf extrem schwankenden Umweltbedingungen. Selbst während Phasen konstanter Lichtbedingungen, also Polartag oder Polarnacht, läuft die innere Uhr der Schneehühner weiter und «erinnert» sie beispielsweise an das Brutgeschäft wie norwegische Forscher in einer neuen Studie herausgefunden haben.
Der Tagesablauf vieler Pflanzen und Tiere folgt entsprechend der Tageslänge einem zirkadianen Rhythmus, der die Organismen dazu veranlasst, bestimmte Aktivitäten zu bestimmten Tageszeiten auszuführen. Darüberhinaus beeinflusst sie bei Tieren und Menschen auch bestimmte Körperfunktionen (Schlaf-Wach-Rhythmus, Herzfrequenz, Körpertemperatur u.a.). Dafür verantwortlich ist ein externer Zeitgeber wie beispielsweise Licht.
Doch welche Auswirkungen haben über einen längeren Zeitraum konstante Lichtbedingungen wie sie natürlicherweise im arktischen Hochsommer vorherrschen auf die dort lebenden Tiere?
Wissenschaftler der Arctic University of Norway in Tromsø gingen dieser Frage nach und untersuchten über 12 Wochen das Verhalten von Svalbard-Schneehühnern sowie die Aktivierung verschiedener Gene unter unterschiedlichen Lichtbedingungen. Sie beobachteten, dass sich die Aktivitäten der Schneehühner bei zunehmender Tageslichtlänge bis hin zu 24 Stunden Helligkeit immer mehr über den gesamten Tag verteilte und keinem einheitlichen Muster mehr zuzuordnen war im Gegensatz zu Schneehühnern, die sechs Stunden Tageslicht innerhalb 24 Stunden ausgesetzt waren und ihre Aktivitäten im Wesentlichen auf diese Zeit beschränkten. Tiere, die täglich zur selben Zeit einen längeren (4h) sowie einen kürzeren Lichtimpuls (2h) erhielten, der Woche um Woche nach hinten verschoben wurde, zeigten ebenfalls nur in den Hellphasen Aktivität.
Auf Basis dieser Beobachtungen, untersuchten Daniel Appenroth und seine Kolleg*innen die Schlüsselgene, die für die Etablierung von 24-Stunden-Rhythmen im Gehirn des Schneehuhns aktiv sind. Sie fanden heraus, dass die zirkadiane Uhr der Schneehühner sogar saisonale Aktivitäten wie das Brüten zeitlich steuert. Bei den Vögeln, die rund um die Uhr Tageslicht ausgesetzt waren, konnten die Forscher nachweisen, dass Gene aktiviert wurden, die mit der Fortpflanzung zusammenhängen. Zudem erhöhten die Tiere ihre Aktivität in Vorbereitung auf die Paarung.
Die Experimente lassen die Wissenschaftler vermuten, dass die innere Uhr der Vögel 14 Stunden nach Sonnenaufgang «prüft», ob die Sonne noch am Himmel steht.
Julia Hager, PolarJournal