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StartseiteForschung aktuellVom Hüpfen zum Fliegen18.05.2017

US-Forscher mit neuer TheorieVom Hüpfen zum Fliegen

Die ersten Dinosaurier mit Flügeln konnten nicht richtig fliegen. Wie sich aus ihnen die heutigen Vögel entwickelten, ist bis heute nicht geklärt. US-Forscher haben nun beobachtet, wie sich Papageien in Bäumen fortbewegen. Dabei fanden sie Hinweise, wie aus kleinen Hüpfern große geworden sein können.

Von Lucien Haas

Papageien in Indien machen den Opiumbauern zu schaffen. (imago stock&people)
Gerade Papageien haben einen besonderen Hüpfstil bei der Suche nach Nahrung, fanden die Forscher heraus (imago stock&people)
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Wenn kleinere Vögel in Bäumen nach Nahrung suchen, hüpfen und fliegen sie von Ast zu Ast. Manchmal sieht das so aus, als würden sie im Sprung einen Flügelschlag nur kurz andeuten. Für die Biologin Diana Chin von der Stanford University wurde aus dieser Beobachtung ein Forschungsprojekt.

"Wir haben uns gefragt, warum die Vögel diese Art unvollkommenen Flügelschlag einsetzen. Wir haben dann im Labor einen neuen Messstand für Flugkräfte entwickelt. Es ist die weltweit erste Apparatur, die gleichzeitig messen kann, welche Kräfte die Vögel mit ihren Beinen und mit ihren Flügeln aufbringen."

Flughüpfer von Ast zu Ast

Der Messstand verfügt über Vogelstangen, die in unterschiedlichem Abstand zueinander aufgestellt werden können. In diese Stangen sind Messfühler integriert, die Daten dazu liefern, wie stark und in welchem Winkel sich ein Vogel mit den Beinen von der Stange abdrückt, wenn er startet, beziehungsweise mit welchem Schwung er landet. Kameras wiederum filmen, ob und wie stark die Vögel bei einem Sprung von Stange zu Stange ihre Flügel ausbreiten. Aus der im Bild ermittelten Flügelbewegung lassen sich die aerodynamischen Kräfte abschätzen. Bei Versuchen mit kleinen Blaunacken-Papageien zeigte sich: Die Vögel sind Meister darin, ihre Flughüpfer von Ast zu Ast besonders effizient auszuführen.

Die Vögel können ihren Energieeinsatz reduzieren, indem sie den Winkel ihres Absprungs verändern. Je nach Distanz und Höhendifferenz des Fluges zum nächsten Ast wählen sie einen anderen Winkel. Und dann kombinieren sie den Einsatz ihrer Beine und Flügel so, dass sie am wenigsten Energie dafür benötigen und so aus der Futtersuche den größten Gewinn ziehen können.

Auf kurzen Distanzen nur mit Beinkraft

Diana Chin entwickelte eigens eine sogenannte multimodale Simulation im Computer, um den Energiebedarf von Sprung und Flügelschlag kombiniert analysieren zu können. Dabei zeigte sich: Auf kurzen Distanzen hüpfen die Vögel nur mit Beinkraft von Ast zu Ast. Je weiter die Sprünge werden, desto stärker setzen sie ihre Flügel ein, um durch die dabei wirkenden aerodynamischen Kräfte Energie zu sparen und größere Distanzen zu überwinden. Diana Chin glaubt, dass die Kombination von Hüpfen und Gleiten schon bei befiederten Dinosauriern eine wichtige Rolle bei der Futtersuche spielte, auch wenn diese noch zu schwer waren, um länger in der Luft zu bleiben. Die Vorteile dieser Fortbewegungsart könnten aber die Evolution des deutlich leichteren Körperbaus und der Flugfähigkeiten heutiger Vögel befeuert haben.

Der Hüpfflug ist eine Art noch unreifer Flugstil. Unser Modell untermauert, wie sich die Flugfähigkeiten entwickelt haben könnten. Unsere Vorstellung ist, dass die Vögel im Zuge der Evolution mehr und mehr ihres Gewichtes mit den Flügeln tragen konnten und so bei ihren Hüpfern immer weiter kamen. Größere Sprünge bei der Futtersuche stellten wiederum einen Vorteil dar. So ergab sich ein selbstverstärkender Effekt, den die Vorfahren der Vögel genutzt haben könnten, um ihre Flügelschlagtechnik zu verfeinern.

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