Geisterjagd auf hoher See
Seevogelforschung an der Justus Liebig Universität Gießen
Im Herzen Deutschlands vereint Gießen führende Expert*innen der Meeresbiologie und -zoologie.
Professorin Dr. Petra Quillfeldt und ihre Arbeitsgruppe an der JLU untersuchen verschiedene Seevogelarten und -unterarten, um ein besseres Verständnis ihrer Populationen und Ökologie zu entwickeln – um Arten genauer zu definieren, ihre Ernährungsverhalten zu verstehen sowie dynamische Populationsdaten zu erheben und zu analysieren. Seevögel stellen Forschende vor besondere Herausforderungen, da sie fast das gesamte Jahr auf See verbringen und an Land nicht einmal zum Fressen, sondern ausschließlich zur Brut zurückkehren. Entsprechend sind diese Arten auch besonders anfällig für Veränderungen im marinen Ökosystem. Prof. Quillfeldt und ihr Team kooperieren international und wenden innovative Methoden und Technologien an – darunter GPS-Tracking und Metabarcoding an Kot- sowie Regurgitationsproben –, um Populationen und Ökologie besser zu verstehen und letztlich den Artenschutz zu unterstützen.
Fern von Ozeanen ist internationale Kooperation ein Muss
Die Forschungsgruppe für Verhaltensökologie und Ökophysiologie an der JLU, geleitet von Petra Quillfeldt, untersucht ein breites Spektrum an Vogelarten. Neben Projekten zur Europäischen Turteltaube und Papageien gibt es beispielsweise auch zahlreiche Projekte, die sich auf Vögel konzentrieren, welche den Luftraum über pelagischen Zonen bewohnen.
Biodiversa+ Projekt Seaghosts
Das Projekt Seaghosts ist eine europäische Forschungsinitiative, die sich auf die Untersuchung von Sturmschwalben, den beiden kleinsten Seevogel-Familien (Hydrobatidae und Oceanitidae), im Mittelmeer sowie im Atlantik fokussiert. Von 2024 bis 2027 wird ein Forscherteam aus 13 Ländern gemeinsam die Ökologie, Brutbiologie und Bedrohungen dieser Vögel durch den Menschen untersuchen. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen Petra Quillfeldts Team und Forscher*innen der Universität der Azoren soll ein besseres Verständnis für das Verhalten, den Lebensraum und die Populationsdynamik dieser Arten gewonnen werden – ebenso wie für die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten, wie etwa Offshore-Windparks und den Klimawandel.
Die Sturmschwalbe ist die kleinste Seevogelart. Bisher ist nur wenig über ihre Ökologie bekannt, da GPS-Trackinggeräte erst seit Kurzem klein genug sind, um bei diesen Vögeln eingesetzt zu werden.
Durch den Einsatz fortschrittlicher Methoden wie GPS-Tracking und DNA-Metabarcoding will das Team bestehende Wissenslücken schließen und ein klareres Bild von Artbildungsprozessen kreieren – inklusive der Aufklärung von Unsicherheiten hinsichtlich Unterarten und potenziell neuer Arten. Die Ergebnisse des Projekts sollen in den Naturschutz und die Entwicklung von Artenschutzstrategien für Sturmschwalben einfließen, mit dem Ziel, diese gefährdeten Arten zu schützen, indem wertvolle Erkenntnisse für Entscheidungsträger*innen und Naturschützer*innen bereitgestellt werden.
DFG-Schwerpunktprogramm Antarktisforschung
Neben dem Seaghosts-Projekt ist Petra Quillfeldt auch im Bereich der Meeresvogel-Forschung in der Antarktis aktiv. Sie ist Koordinatorin der biologischen Wissenschaften im DFG-Schwerpunktprogramm zur Antarktisforschung und fungiert als Vizepräsidentin – und bald als Präsidentin – des Deutschen Nationalen Komitees für Polarforschung (SCAR/IASC). Im Rahmen eines langjährigen Projekts, das 1995 begann, untersucht Petra Quillfeldt die Ökologie zweier Sturmschwalbenarten, der Wilson-Sturmschwalbe und der Schwarzbauch-Sturmschwalbe, die in der Antarktis brüten. Um ein besseres Verständnis über die Verbreitung, Migrationsmuster und Ernährung dieser Arten über das Jahr hinweg zu gewinnen, kommen fortschrittliche Technologien wie GPS- und GLS-Tracking sowie die Analyse der DNA-Zusammensetzung von Kot- und Regurgitationsproben zum Einsatz. Das untenstehende Video dokumentiert die Feldarbeit des internationalen Teams an der Carlini-Station auf King George Island. Die gesammelten Daten zeigen, dass diese Vögel weite Strecken migrieren – einige fliegen von der Antarktis bis in die arktischen Regionen Kanadas, während andere ausschließlich auf der Südhalbkugel bleiben und maximal bis zur Küste Brasiliens nach Norden reisen.
(Untertitel auf YouTube einschalten; Videomaterial der National University of Tierra del Fuego)
Angesichts der großen Distanzen der Migrationsbewegungen dieser Vögel sind Forschungsprojekte und Kooperationen zwangsläufig international angelegt, mit Zusammenarbeiten und Projekten, die mehrere Länder und Kontinente umfassen. Petra Quillfeldts Engagement in der Antarktisforschung begann bereits im Rahmen ihrer Diplomarbeit, als sie auf einer argentinischen Forschungsstation tätig war und Spanisch lernte, wie sie berichtet. Dies erleichterte seither Verbindungen und Kooperationen mit südamerikanischen Forschenden. Neben den Seevogelprojekten im Mittelmeer und in der Antarktis ist ihre Forschungsgruppe auch in weiteren Projekten in Südamerika aktiv, darunter Untersuchungen zu Prionen, Albatrossen und Pinguinen in Chile, Mexiko und auf den Falklandinseln.
Schon durch die Artenwahl ist die Internationalität vorprogrammiert.
Trotz der geografischen Abgeschiedenheit ihrer Untersuchungsobjekte ist die in Gießen ansässige Forschungsgruppe hervorragend positioniert, um internationale Kooperationen durchzuführen, die für die vielfältigen Seevogelprojekte essenziell sind. Deutschland verfügt zwar über eine starke Tradition in der Polarforschung, etwa durch das DFG-Schwerpunktprogramm Antarktisforschung, jedoch ist die Infrastruktur nicht speziell auf die Meeresvogelforschung ausgerichtet. Ihr über Jahrzehnte aufgebautes Netzwerk ermöglicht es Prof. Quillfeldt, Forschungsstationen in anderen Ländern – wie Argentinien und Spanien – für ihre Feldarbeit zu nutzen. Ein weiteres Ergebnis dieser internationalen Kooperationen ist ein eng verflochtenes internationales Expertennetzwerk, das beispielsweise an Blutparasiten in Spanien und an Hormonanalysen in Österreich arbeitet. Diese internationale Zusammenarbeit erlaubt es ihren Projekten, auf ein breiteres Spektrum an Fachwissen und Ressourcen zurückzugreifen und hat zu weiteren Kooperationen über die anfängliche Feldforschung hinaus geführt.
Zentrale Erkenntnisse für den Artenschutz
Die Forschung an Sturmschwalben durch Prof. Quillfeldt und ihr Team hat erhebliche Implikationen für den Artenschutz aufgezeigt. Da diese Vögel hoch pelagisch leben und den Großteil ihrer Zeit auf See verbringen – wo sie sich von Meeresnahrungsquellen wie Zooplankton und kleinen Fischen ernähren – sind sie vielfältigen Bedrohungen des Lebensraums im Meer ausgesetzt, darunter Klimawandel, Verschmutzung und Zerstörung des Lebensraums. In der Antarktis beeinflusst die Erwärmung des Ozeans die Verbreitung und Häufigkeit von Krill, einer zentralen Nahrungsquelle für Sturmschwalben, denn einige Gebiete verzeichnen im Winter Temperaturanstiege von 6 bis 8 Grad Celsius. Weitere Bedrohungen, wie etwa Verschmutzung durch Pestizide und Mikroplastik sowie Lichtverschmutzung von Küstenstädten und Industrieanlagen, wirken sich ebenfalls dramatisch auf die Physiologie und Navigation der Sturmseeschwalben aus und führen zu erheblichen Veränderungen auf Populationsebene.
Seit 1978 ist die Population der Sturmseeschwalben in unseren antarktischen Untersuchungsgebieten um etwa 90% zurückgegangen.
Um diesen menschgemachten Bedrohungen entgegenzuwirken, müssen die Artenschutzbemühungen gezielt auf die spezifischen Bedürfnisse jeder Art abgestimmt werden, erläutert Prof. Quillfeldt. Beispielsweise kann die Verringerung der Lichtverschmutzung von Küstensiedlungen durch einfache Maßnahmen erreicht werden – etwa das gezielte Abschalten von Lichtquellen während der Aufzugsphase, in der die Jungvögel aufs Meer aufbrechen. Ebenso kann eine saisonale Regulierung von Windparks und anderen Offshore-Anlagen helfen, die Auswirkungen auf Zugvögel zu minimieren. Um den Klimawandel – die zugrundeliegende Ursache für die Ernährungsprobleme der Meeresvögel – anzugehen, bedarf es jedoch eines umfassenderen Ansatzes, der internationale Kooperationen und politische Veränderungen einschließt. Die Forschung an Sturmschwalben liefert wertvolle Erkenntnisse über die Ökologie und das Verhalten dieser Vögel, welche als Grundlage für den Naturschutz mit präzisen Daten dienen können. Beispielsweise hilft GPS-Tracking dabei, zentrale Lebensräume und Migrationsrouten zu identifizieren, was die Ausweisung von Schutzgebieten unterstützen könnte. Zudem unterstreicht die Forschung die Bedeutung, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Arten und ihrer Umwelt zu berücksichtigen – einschließlich der Auswirkungen des Klimawandels auf Nahrungsnetze und Ökosysteme.
Die Definition von Arten ist noch lange nicht abgeschlossen.
Eine der zentralen Erkenntnisse der Forschung ist, dass einige Arten von Sturmschwalben nicht so eindeutig definiert sind, wie bisher angenommen. Einige Populationen zeigen deutliche Unterschiede im Brutverhalten, in der Morphologie und in der Genetik. So ergab sich beispielsweise, dass eine Population von Sturmschwalben auf den Azoren tatsächlich in zwei verschiedene Arten unterteilen werden muss – eine, die im Sommer brütet, und eine andere, die im Winter brütet. Ebenso wird die europäische Sturmschwalbenpopulation vermutlich in zwei verschiedene Arten aufgeteilt werden, eine aus dem Mittelmeerraum und eine aus dem Atlantik. Dies hat erhebliche Konsequenzen für den Artenschutz, da es den Bedarf an gezielteren und effektiveren Schutzmaßnahmen verdeutlicht. Die erste Veröffentlichung des Biodiversa+ Projekts wird derzeit vorbereitet und soll einen umfassenden Überblick über die Forschungsergebnisse und deren Implikationen für den Artenschutz liefern. Die Forschung ist noch im Gange, und zukünftige Publikationen werden detailliertere Einblicke in die Ökologie und den Schutz dieser faszinierenden und schwer fassbaren Arten liefern.