Eingebauter Kompass

Fledermäuse orientieren sich am Erdmagnetfeld

Fledertiere sind faszinierende Nachtgeschöpfe, die über eine Vielzahl sensorischer Fähigkeiten verfügen. Schon länger hatten Wissenschaftler vermutet, dass sich die Tiere bei Langstreckenflügen auch am Magnetfeld der Erde orientieren. Bislang war es schwer, einen Nachweis dafür zu erbringen, aber jetzt ist es einem internationalen Team von Biologen tatsächlich gelungen.

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature veröffentlichen Richard A. Holland von der Princeton University und Kollegen aus den USA, Großbritannien und Dänemark die Ergebnisse ihrer Studie über den Magnetsinn von Fledermäusen (Bat orientation using Earth’s magnetic field).

Große Braune Fledermäuse (Eptesicus fuscus) im Quartier (Bild: Martin Vonhof)

In der zoologischen Systematik handelt es sich um Fledertiere (Chiroptera), deren Unterordnungen die in den Tropen vorkommenden Flughunde (Megachiroptera) und die Fledermäuse (Microchiroptera) sind. Umgangssprachlich werden aber meist alle schlicht als Fledermäuse bezeichnet. Weltweit gibt es mehr als 900 Fledermaus-Arten, von denen viele bedroht sind (Fledermäuse weltweit vom Aussterben bedroht).

Die flatternden Säugetiere fliegen nachts auch in völliger Dunkelheit schnell und geschickt. Im Westen leiden die Fledermäuse bis heute wegen dieser faszinierenden und unheimlichen Fähigkeit unter einem Image-Problem. Es werden ihnen magische Eigenschaften zugeschrieben, sie gelten als teuflische Geschöpfe, Höllenbrut, Todesboten oder dämonische Blutsauger.

Dabei haben die einzigen flugfähigen Säugetiere ihren üblen Ruf wirklich nicht verdient. In China und Japan stehen sie als ein Symbol für Glück und ausgerechnet in Südamerika, wo die einzigen Vampir-Fledermausarten leben, wurden sie von den Maya als göttliches Symbol verehrt (Die Fledermaus als Kulturphänomen).

Echoortung und Magnetsinn

Zunächst dachten die Naturforscher, dass die Fledermäuse besonders gute Augen hätten, aber schon im 18. Jahrhundert stellten sie bei Versuchen fest, dass offensichtlich die Ohren das entscheidende Organ waren. Es blieb aber bis ins 20. Jahrhundert rätselhaft, wie die Tiere tatsächlich navigierten. Sie orientieren sich durch für den Menschen unhörbare Rufe, die sie ausstoßen, bzw. das Echo der Schallwellen, die genau wie Lichtwellen von der Umgebung zurückgeworfen werden (Die Echoortung der Fledermäuse). Eine Technik, die inzwischen der Mensch der Natur abgeschaut hat und nicht nur für den Sonar von Unterseebooten nutzt, sondern sogar für neuartige Blindenstöcke (Blindenstock mit Ultraschall-Sonar).

Inzwischen ist bekannt, dass die Microchiroptera sich durchaus auch sehr gekonnt visuell orientieren (Fledermäuse fliegen mit UV-Augen durch den Regenwald) und akustisch markante Punkte ihrer Umgebung nutzen (Echolocating bats can use acoustic landmarks for spatial orientation). Zudem verfügen sie über behaarte Fühl-Rezeptoren an den Flügeln, mit denen sie Turbulenzen wahrnehmen (Bats Use Touch Receptors on Wings to Fly, Catch Prey, Study Finds). Aber mysteriös blieb bisher, wie Fledermäuse bei Flügen über lange Distanzen navigieren, wie sie zum Beispiel nach langen Nachtflügen über eine Entfernung von vielen Kilometern wieder in ihr Quartier zurückfinden.

Eine Fledermaus wird mit einem Radiotransmitter versehen (Bild: Martin Wikelski)

Viele Biologen nahmen schon lange an, die Fledertiere würden über einen Magnetsinn verfügen, der ihnen als innerer Kompass den Weg weisen könnte. Aber es gab bisher keinen Beweis für diese Vermutung. Das Team um Richard Holland hatte nun die zündende Idee, wie die Annahme zu überprüfen sei. Sie stellten eine Versuchsgruppe aus nordamerikanischen Großen Braunen Fledermäusen (Eptesicus fuscus) zusammen und versahen die Tiere mit kleinen Sendern (Radiotransmittern), deren Signale von einem kleinen Flugzeug aus aufgezeichnet wurden. Methoden der Radio- oder Biotelemetrie werden zunehmend genutzt, um das Verhalten und die Bewegungsmuster von Wildtieren zu erforschen (Gehege ohne Grenzen). Zuletzt machten mit GPS-Sendern ausgerüstete Schneeleoparden Schlagzeilen (WWF fits collar on Snow Leopard for the first time ever!).

In der Abenddämmerung wurden die Fledermäuse 20 Kilometer nördlich von ihrem Quartier entfernt 90 Minuten lang Magnetfeldern ausgesetzt, die den potenziellen inneren Kompass umpolen sollten. Bei einer Gruppe wurde der Nordpol, sprich die Polung des Magnetfeldes, um 90 Grad im Uhrzeigersinn, bei einer zweiten genau entgegengesetzt um 90 Grad entgegen des Uhrzeigersinns verschoben. Dann wurden die Tiere freigelassen. Tatsächlich flogen sie nach der Umpolung signifikant häufig in die falsche Richtung, sprich sie schlugen entsprechend ihrer Polung deutliche Irrwege Richtung Westen oder Osten ein, während die nicht einem Magnetfeld ausgesetzte Kontrollgruppe sofort direkt Richtung Heimat davon flatterte.

Ein klarer Nachweis, dass die Tiere über einen Sinn zur Erfassung des Erdmagnetfelds besitzen. Damit sind sie nicht allein, über ein derartiges eingebautes Instrument verfügen unter anderem Vögel, Meeresschildkröten, Langusten und Forellen (Der Magnetsinn – Orientierung im Magnetfeld der Erde). Den desorientierten Fledermäusen war es zudem möglich, ihren inneren Kompass mit der Zeit zu rekalibrieren, wie die Studie zeigte. Richard Holland erklärt:

Die Forscher schlagen vor, Radiotelemetrie mit Ankoppelung an Satelliten in niedriger Umlaufbahn zu nutzen, um großräumig das Verhalten von Fledermäusen, Vögel und Insekten im Freiland zu verfolgen. Die Ergebnisse könnten nicht nur für die Landwirtschaft sehr interessant sein, sondern auch für die Medizin. Fledermäuse übertragen zum Beispiel die Tollwut (Fledermaustollwut in Europa) und Flughunde stehen im Verdacht, Reservoirwirte des Ebola- und des Marburg-Fiebers zu sein (Iss nicht Batman).

http://www.heise.de/tp/artikel/24/24150/1.html