Der Frühling liegt in der Luft. Die Vögel singen und beginnen, ihre Nester zu bauen. Das geschieht jedes Jahr, wie ein Uhrwerk. Eine neue Studie im Journal of Animal Ecology zeigt jedoch, dass viele Vogelarten fast einen Monat früher nisten und Eier legen als noch vor hundert Jahren. Durch den Vergleich aktueller Beobachtungen mit jahrhundertealten Eiern, die in Museumssammlungen aufbewahrt werden, konnten die Wissenschaftler feststellen, dass etwa ein Drittel der Vogelarten, die in Chicago nisten, ihre Eiablage um durchschnittlich 25 Tage vorverlegt haben. Und soweit die Forscher wissen, ist der Schuldige für diese Verschiebung der Klimawandel.
“Eiersammlungen sind ein faszinierendes Instrument, um mehr über die Ökologie der Vögel im Laufe der Zeit zu erfahren”, sagt John Bates, Kurator für Vögel am Field Museum und Hauptautor der Studie. “Ich finde es großartig, dass diese Arbeit diese älteren und modernen Datensätze kombiniert, um diese Trends über einen Zeitraum von etwa 120 Jahren zu untersuchen und dabei zu helfen, wirklich kritische Fragen darüber zu beantworten, wie sich der Klimawandel auf die Vögel auswirkt”.
Bates begann sich für die Untersuchung der Eiersammlungen des Museums zu interessieren, nachdem er ein Buch über Eier herausgegeben hatte. “Nachdem ich unsere Eiersammlung kennengelernt hatte, dachte ich darüber nach, wie wertvoll die Daten dieser Sammlung sind und dass diese Daten in modernen Sammlungen nicht wiedergegeben werden”, sagt er.
Die Eiersammlung selbst befindet sich in einem kleinen Raum, der vollgestopft ist mit vom Boden bis zur Decke reichenden Schränken, die jeweils Hunderte von Eiern enthalten, von denen die meisten vor einem Jahrhundert gesammelt wurden. Die Eier selbst (oder besser gesagt, nur ihre sauberen, trockenen Schalen, deren Inhalt vor hundert Jahren ausgeblasen wurde) werden in kleinen Kisten aufbewahrt und sind mit – oft handgeschriebenen – Etiketten versehen, auf denen steht, zu welcher Vogelart sie gehören, woher sie stammen und wann genau sie gesammelt wurden – auf den Tag genau.
“Diese frühen Eiermacher waren unglaubliche Naturhistoriker, um das zu tun, was sie taten. Man muss die Vögel wirklich kennen, um hinauszugehen, die Nester zu finden und zu sammeln”, sagt Bates. “Sie hatten ein gutes Gespür dafür, wann die Vögel mit dem Legen begannen, und das führte meiner Meinung nach zu sehr genauen Daten für die Eiablage.
Wie die meisten Eiersammlungen ging auch die von Field nach den 1920er Jahren zurück, als das Sammeln von Eiern aus der Mode kam, sowohl bei Hobbyisten als auch bei Wissenschaftlern. Aber Bates’ Kollege Bill Strausberger, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Field, hatte jahrelang im Morton Arboretum in den Vororten von Chicago an der Erforschung des Kuhflügler-Parasitismus gearbeitet, indem er auf Leitern kletterte und Nester untersuchte, um zu sehen, wo Braunkopf-Kuhflügler ihre Eier für andere Vögel zur Aufzucht abgelegt hatten. “Er musste jedes Frühjahr hinausgehen und so viele Nester wie möglich finden, um zu sehen, ob sie parasitiert waren oder nicht, und so kam mir der Gedanke, dass er über moderne Nistdaten verfügte”, sagt Bates. Chris Whelan, ein Evolutionsökologe an der University of Illinois in Chicago, trug ebenfalls zu dem modernen Datensatz bei, indem er ab 1989, als er seine Arbeit am Morton Arboretum aufnahm, Nistdaten von Singvögeln in Chicagoland sammelte. Die Beiträge von Whelan und Strausberger zu der Studie waren von entscheidender Bedeutung, sagt Bates, denn “Nester zu finden ist viel schwieriger, als sich die meisten Leute vorstellen können”.
“Nester zu finden und ihr Schicksal bis zum Erfolg oder Misserfolg zu verfolgen, ist extrem zeitaufwändig und schwierig”, sagt Whelan. “Wir haben gelernt, das zu erkennen, was ich als ‘Nestverhalten’ bezeichne. Dazu gehört das Sammeln von Nistmaterial wie Zweige, Gras, Wurzeln oder Rinde, je nach Vogelart, oder das Fangen von Nahrung wie Raupen, die aber nicht verzehrt werden – dies deutet wahrscheinlich darauf hin, dass ein Elternteil auf Nahrungssuche ist, um Nahrung für die Nestlinge zu sammeln.” Whelan und sein Team benutzten Spiegel, die an langen Stangen befestigt waren, um in hochgelegene Nester zu blicken, und verfolgten genau, wann die Eier gelegt wurden und schlüpften.
Die Forscher verfügten dann über zwei große Datensätze: einen von etwa 1880 bis 1920 und einen weiteren von etwa 1990 bis 2015. “In der Mitte klafft eine Lücke, und da kam Mason Fidino ins Spiel”, sagt Bates. Fidino, ein quantitativer Ökologe am Lincoln Park Zoo in Chicago und Mitverfasser der Studie, entwickelte Modelle zur Analyse der Daten, die es ihnen ermöglichten, die Lücke in der Mitte des 20. Jahrhunderts zu schließen und die Unterschiede in den Stichproben zwischen den frühen Eiersammlern und der Forschung von Whelan und Strausberger zu berücksichtigen.
“Aufgrund dieser ungleichmäßigen Beprobung mussten wir innerhalb unseres statistischen Modells ein paar Informationen zwischen den Arten aufteilen, was dazu beitragen kann, die Schätzungen für die seltenen Arten ein wenig zu verbessern”, sagt Fidino. “Wir haben alle ziemlich schnell erkannt, dass es in den Daten einige Ausreißer geben kann, die, wenn sie nicht berücksichtigt werden, einen ziemlich großen Einfluss auf die Ergebnisse haben können. Deshalb mussten wir unser Modell so aufbauen, dass der Gesamteinfluss von Ausreißern, sofern sie in den Daten vorhanden waren, reduziert wurde.”
Die Analysen zeigten einen überraschenden Trend: Von den 72 Arten, für die in der Region Chicagoland historische und moderne Daten verfügbar waren, nistete etwa ein Drittel immer früher. Von den Vögeln, deren Nistgewohnheiten sich geändert haben, legten sie ihre ersten Eier 25,1 Tage früher als noch vor hundert Jahren.
Die Forscher wollten nicht nur zeigen, dass die Vögel ihre Eier früher legen, sondern suchten auch nach den Gründen dafür. Da sich die Klimakrise auf so viele Aspekte der Biologie dramatisch ausgewirkt hat, sahen die Forscher in den steigenden Temperaturen eine mögliche Erklärung für die frühere Eiablage. Doch die Wissenschaftler stießen auf ein weiteres Problem: Es gibt keine konsistenten Temperaturdaten für die Region, die so weit zurückreichen. Also wendeten sie sich einem Stellvertreter für die Temperatur zu: der Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre.
“Wir konnten keine einzige Quelle für langfristige Temperaturdaten für den Mittleren Westen finden, was überraschend war, aber man kann die Temperatur anhand der Kohlendioxidwerte annähern, die sehr gut dokumentiert sind”, sagt Bates. Die Kohlendioxiddaten stammen aus verschiedenen Quellen, unter anderem aus der chemischen Zusammensetzung von Eisbohrkernen aus Gletschern.
Die Menge des Kohlendioxids in der Atmosphäre im Laufe der Zeit lässt sich gut mit größeren Temperaturtrends vergleichen, und die Forscher fanden heraus, dass sie auch mit den Veränderungen der Legedaten korreliert. “Der globale Klimawandel verlief in diesem Zeitraum von fast 150 Jahren nicht linear, so dass die Arten ihre Legetermine möglicherweise auch nichtlinear vorverlegt haben. Deshalb haben wir in unserem Modell sowohl lineare als auch nicht-lineare Trends berücksichtigt”, sagt Fidino. “Wir stellten fest, dass die simulierten Daten den beobachteten Daten sehr ähnlich waren, was darauf hindeutet, dass unser Modell eine gute Arbeit geleistet hat.”
Die Temperaturveränderungen sind scheinbar gering, nur ein paar Grad, aber diese kleinen Veränderungen führen dazu, dass verschiedene Pflanzen blühen und Insekten auftauchen – Dinge, die sich auf das Nahrungsangebot für Vögel auswirken können.
“Die meisten der von uns untersuchten Vögel ernähren sich von Insekten, und das saisonale Verhalten der Insekten wird ebenfalls vom Klima beeinflusst. Die Vögel müssen ihre Eiablagetermine verschieben, um sich anzupassen”, sagt Bates.
Dass die Vögel ihre Eier ein paar Wochen früher legen, mag im Großen und Ganzen wie eine Kleinigkeit erscheinen, doch Bates weist darauf hin, dass dies Teil einer größeren Geschichte ist. “Die Vögel in unserem Untersuchungsgebiet, mehr als 150 Arten, haben alle eine unterschiedliche Evolutionsgeschichte und eine unterschiedliche Brutbiologie, es kommt also auf die Details an. Diese Veränderungen bei den Nistterminen könnten dazu führen, dass sie in einer Weise um Nahrung und Ressourcen konkurrieren, wie es früher nicht der Fall war”, sagt er. “Es gibt alle möglichen wichtigen Nuancen, über die wir wissen müssen, wie die Tiere auf den Klimawandel reagieren.
Die Studie ist nicht nur eine Warnung vor dem Klimawandel, sondern unterstreicht auch die Bedeutung von Museumssammlungen, insbesondere von Eiersammlungen, die oft nicht ausreichend genutzt werden. “Es gibt weltweit 5 Millionen Eier in Sammlungen, und dennoch gibt es nur sehr wenige Veröffentlichungen, die sich mit Museumssammlungen von Eiern beschäftigen”, sagt Bates. “Sie sind eine Fundgrube für Daten über die Vergangenheit und können uns helfen, wichtige Fragen über unsere heutige Welt zu beantworten.”
Datum: März 25, 2022
Quelle: Field Museum
Journal Reference:
- John M. Bates, Mason Fidino, Laurel Nowak‐Boyd, Bill M. Strausberger, Kenneth A. Schmidt, Christopher J. Whelan. Climate change affects bird nesting phenology: Comparing contemporary field and historical museum nesting records. Journal of Animal Ecology, 2022; DOI: 10.1111/1365-2656.13683