Ornistammtisch mit dem Max Planck Institut für Ornithologie

27.09.2016 Der Ornistammtisch der Ornistammtisch der Arbeitsgemeinschaft Starnberger Ornithologen (ASO) hatte dieses Mal ein außergewöhnliches Thema. Zwei Mitarbeiter des Max Planck Instituts für Ornithologie(MPIO) in Seewiesen hatten sich bereit erklärt, über das MPIO zu referieren. Der Stammtisch war sehr gut besucht, über 30 Ornis wollten sich über das Max Planck Institut informieren.

Dr. Sabine Spehn, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, berichtete "Über das Max-Planck-Institut für Ornithologie" und gab dabei einen Überblick über die Geschichte, die 3 Standorte des Max-Planck-Instituts (Seewiesen, Radolfzell und Konstanz) sowie die verschiedenen Forschungsgruppen und -themen geben. Das MPIO wurde 1954 als Forscherdorf Seewiesen gegründet, in der Öffentlichkeit bekannt wurde es vor allem durch die Arbeiten von Konrad Lorenz. Heute arbeiten alleine in Seewiesen über 150 Mitarbeiter in 8 Forschungsgruppen zu sehr unterschiedlichen Themen der Ornithologie.

Finkenvögel am MPIO (Foto: Stefan Leitner)

Dr. Stefan Leitner, Wissenschaftler der Abteilung Verhaltensneurobiologie, berichtete in einem sehr interessanten Vortrag unter dem Titel "Einfluss der Gene und der Umweltfaktoren auf den Gesang der Singvögel" über seine Forschungsarbeiten an Kanarengirlitzen, Kanarienvögeln und Zebrafinken. Dankenswerter Weise hat Herr Dr. Leitner eine Kurzfassung seines Vortrags zur Verfügung gestellt, sodass die Teilnehmer des Stammtischs und weitere Interessierte seine Ausführungen im folgenden Abschnitt nachlesen können. Das Thema des Vortrags war für die Ornis der ASO, die sich ja eher mit feldornithologischen Fragestellungen beschäftigen, recht anspruchsvoll, Herr Dr. Leitner verstand es aber gut, die Zuhörer mit seinen Ausführungen zu fesseln. Im Anschluss an die Vorträge entwickelte sich eine längere Diskussion über das Thema Gesang bei den Singvögeln. Alle Fragen konnten von Herrn Dr. Leitner umfassend beantwortet werden.

Ein großes Dankeschön an Frau Dr. Spehn und Herrn Dr. Leitner, die es sehr gut verstanden haben, uns einen Überblick über das MPIO zu geben und uns einen kleinen Einblick in eines der vielen Forschungsgebiete gegeben haben. Beim nächsten Tag der offenen Tür in Seewiesen (am 8. Juli 2017) werden sicher einige Mitglieder der ASO Seewiesen besuchen.

_{(Text: Pit Brützel)}

Einfluss der Gene und der Umweltfaktoren auf den Gesang der Singvögel

Erlernte Vokalisationen findet man in einigen Tiergruppen einschließlich dem Menschen, wie z.B. bei Elefanten, Fledermäusen, Singvögeln und Papageien. Dabei sind Singvögel ein geeignetes Modell, um den Mechanismus und die Funktion der Gesänge zu untersuchen. Deren Gesang wird, ähnlich der menschlichen Sprache von einem Netzwerk aus bestimmen Gehirnregionen gesteuert. Der Gesang wird hauptsächlich bei der Partnerwahl und für die Verteidigung eines Brutrevieres eingesetzt. Es gibt starke Unterschiede in der Komplexität der Gesänge der Vogelmännchen, beispielsweise wiederholt der Feldschwirl (Locustella naevia) nur eine einzige Gesangssilbe, während der Mosambikgirlitz (Serinus mozambicus) eine Vielzahl von Silben in verschieden Kombinationen variiert. Noch komplexer ist es bei tropischen Arten wie dem Mahaliweber (Plocepasser mahali), dort singen auch die Weibchen, die mit dem Männchen sogenannte Duette bilden, die aus sich schnell abwechselnden Silben bestehen. Um diese Komplexität zu verstehen, werden Situationen untersucht, in denen sich Änderungen im Gesang beobachten lassen. Dies ist beispielsweise der Fall bei der Saisonalität des Gesanges erwachsener Tiere oder während des Prozesses des Gesangslernens bei Jungvögeln. In der Forschung der letzten Jahrzehnte wurde bevorzugt an sogenannten Modellarten, wie dem Zebrafinken (Taeniopygia guttata) oder dem Kanarienvogel (Serinus canaria) gearbeitet. Viele Fragestellungen wurden dabei in der Voliere untersucht, doch für andere Themen wie dem Einfluss der Sozialstruktur oder der Umweltfaktoren auf den Gesang sind Untersuchungen im Freiland lohnender.

Saisonalität des Gesanges

Kanarengirlitze sind die Vorfahren des domestizierten Kanarienvogels und kommen auf den Azoren, Madeira und den Kanarischen Inseln vor. Die Lebensräume unterscheiden sich dort sehr, beispielsweise fällt im nordwestlichsten Verbreitungsgebiet, der Azoreninsel Corvo, die 15fache Regenmenge wie in seiner südöstlichsten Ausbreitung, der Kanareninsel Fuerteventura. Auch im selben Habitat können große Unterschiede in der Regenmenge auftreten, beispielswiese findet man häufig hohen Niederschlag in der Brutzeit im Frühjahr und wenig oder kein Niederschlag außerhalb der Brutzeit im Herbst, wenn extreme Trockenheit die Nahrungssuche erschwert. Auf der zum Madeira-Archipel gehörenden Insel Ilhéu Chão konnten wir in Abhängigkeit von gelegentlich auftretenden ergiebigen Niederschlägen im Herbst frühe Brutaktivität während der kürzesten Tage im Jahr beobachten, da dann durch den Regen alle wichtigen Futterpflanzen zur Verfügung standen. Dieses frühe Brüten ist ungewöhnlich, da die Brutaktivität bei Arten gemäßigter Zonen in Abhängigkeit der ansteigenden Tageslänge bei sich gleichzeitig erhöhenden Steroidhormonkonzentrationen im Blutkreislauf der Vögel ausgelöst wird. Parallel dazu ändern die Tiere auch ihren Gesang, wo während der Brutzeit vermehrt solche Gesangssilben gesungen werden, die durch das Hormon Testosteron gesteuert werden. Dies sind schnelle Silben mit hohem Frequenzbereich, die hauptsächlich bei der Partnerwahl eingesetzt werden. In einer weiterführenden Studie in der Voliere wollten wir herausfinden, welche Komponenten der Pflanze Brutaktivität auslösen, indem wir einzelne oder zusammengesetzte Komponenten der Pflanzen, wie Geruch, Farbe oder Extrakt anboten. Es zeigte sich, dass ein eindeutiger Effekt eines um sechs Wochen früheren Brutbeginns nur bei wachsenden Grünpflanzen zu beobachten war. Es muss also ein “verlässlicher” Umweltreiz vorhanden sein, auf den die Tiere flexibel mit ihrem Verhalten reagieren können.

Gesang und sozialer Status

Die in Gruppen von 2 bis 9 Tieren lebenden Mahaliweber besitzen unterschiedliche Gesänge in Abhängigkeit von der Sozialstruktur. So singt nur das dominante Männchen zur Brutzeit einen langen Sologesang am Morgen, während subdominante Männchen und Weibchen Duett- und Chorusgesänge singen. Jedoch konnten wir zeigen, dass auch Weibchen nach Gabe von Testosteron den Sologesang singen können. So kann auch bei dieser Art eine hormonabhängige Gesangsänderung beobachtet werden. In einer neuen Studie in Südafrika versuchen wir nun herauszufinden, welche Gesangsteile in einem Duett vom Männchen und welche Teile vom Weibchen gesungen werden. Duette werden sehr schnell gesungen und es ist sehr schwierig, die schnelle Wechselwirkung mit herkömmlichen Aufnahmemethoden zu entschlüsseln. Durch moderne Mikrofonsender, die jedes Tier wie ein Rucksack aufgesetzt bekommt, können wir nun die Duettsilben jedem Tier individuell zuordnen.

Gesangslernen

Die meisten Singvögel lernen ihren Gesang in der frühen Jugend von einem oder mehreren erwachsenen Vorbildern. In Abwesenheit eines solchen Modells entwickeln sie einen improvisierten Gesang, der oft die artspezifischen Strukturen vermissen lässt. An domestizierten Kanarienvögeln, die entweder alleine oder in einer Jugendgruppe (= peer group) aufwuchsen, konnten wir jedoch zeigen, dass die Tiere als Erwachsene noch normale Gesänge lernen können, wenn man sie zu einer Gruppe normal singender Kanarienvögel setzt. Lässt man jedoch Kanarien mit einer improvisierte Gesänge singenden “peer group“ als Vorbild aufwachen, lernen sie fast keine Gesänge von diesen schlecht singenden Vorbildern, sondern entwickeln einen eigenen Gesang, der eher normalem Kanariengesang ähnelt. Kürzlich haben wir in der Voliere den natürlichen Gesangslernprozess der Jungvögel untersucht. Während die adulten Tiere am Anfang der Brutzeit fast kontinuierlich singen, nimmt die Gesangsaktivität gegen Ende der Brutzeit rapide ab und die Tiere hören schließlich ganz auf zu singen wenn immer noch Jungvögel schlüpfen. Es zeigte sich, dass die Jungvögel nicht unbedingt über einen längeren Zeitraum den Gesang der Erwachsenen hören müssen, sondern dass es wichtig ist, diesen zu bestimmten Zeitpunkten wie zum Beispiel kurz vor Ende der Gesangslernphase im Herbst zu hören, wenn die Vorbilder wieder anfangen zu singen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit zu singen offenbar angeboren ist, der Gesangsphänotyp aber in unterschiedlichster Weise durch soziale Faktoren beeinflusst wird.

Gene und Umwelt

Es ist nicht eindeutig zu klären, welche Gesangsparameter genetisch und welche durch die Umwelt bedingt sind. Um beispielsweise festzustellen, wie sich die komplexen Gesänge der Singvögel durch Evolution herausgebildet haben, müssen wir die genetische Variation und die Art der Umweltfaktoren messen, die für die Ausprägung der Gesänge verantwortlich sind, sowie alle Wechselbeziehungen zwischen beiden. Beim Zebrafink konnten wir kürzlich zeigen, dass der Gesang und die ihm zugrundeliegenden Gehirnstrukturen eine geringe Erblichkeit besitzen und stark auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren, während die Gehirngröße von der Wechselwirkung zwischen Genen und Umwelt abhängt. So ist es möglich, eine hohe genetische Variabilität aufrechtzuerhalten. Jedoch besitzt der Zebrafink im Gegensatz zum Kanarienvogel keinen saisonalen hormonsensitiven Gesang. Im Rahmen des Kanariengenom-Projektes konnte gezeigt werden, dass in den Gesangskontrollregionen viele Gene aktiv sind, die nur beim Kanarienvogel, aber nicht beim Zebrafinken durch sich saisonal ändernde Steroidhormone reguliert werden können. Diese Ergebnisse zeigen eine große Bedeutung der Umweltfaktoren für Verhalten und neuronale Entwicklung beim Singvogel.

_{(Text und Fotos: Dr. Stefan Leitner, MPIO Seewiesen)}