Geringeres Gewicht, längere Flügel: Klimawandel treibt Vogelevolution am Amazonas

Weit entfernt von Rodungen und anderen direkten Einflüssen der Zivilisation beeinflusst auch im tiefen Amazonas-Urwald die Menschheit Natur und Evolution. Der Klimawandel treibt die Temperatur in die Höhe und verändert die Niederschläge.

Gleichzeitig verringert sich in dieser Region das Gewicht von Vogelarten und ihre Flügel werden länger, berichten Vitek Jirinec von der Louisiana State University in Baton Rouge und sein Team in der Zeitschrift „Science Advances“.

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Rückläufige Bestände

Seit 1979 werden in einem Gebiet rund 70 Kilometer nördlich der Hauptstadt des brasilianischen Bundesstaates Amazonas in einem Urwald ohne Kahlschläge regelmäßig mit großen Netzen Vögel gefangen. Nach dem Messen von wichtigen Körperdaten wie Gewicht und Flügelspannweite werden die Tiere wieder freigelassen.

In der Regenzeit sind die Temperaturen in dieser Region seit 1966 um ein Grad Celsius gestiegen und die Niederschläge nahmen um 13 Prozent zu. In der Trockenzeit gibt es dagegen 15 Prozent weniger Regen und die Mitteltemperatur ist um 1,65 Grad Celsius gestiegen.

Die Vielfalt der Vogelarten in den Regenwäldern ist extrem hoch. Allerdings ergeben Zählungen in den vergangenen Jahrzehnten selbst in ungestörten Urwaldregionen in Brasilien und Ecuador bei etlichen Arten deutliche Abnahmen der Individuen, die mit dem Klimawandel einhergehen.

Evolutionäre Vorteile sehr großer Ohren

Die Theorie legt einen Zusammenhang nahe: In kühleren Gefilden sind bei Tierarten wie etwa den Braunbären die Individuen deutlich größer als ihre Artgenossen in wärmeren Regionen. Für eine Verdopplung der Länge eines Körpers gilt grob, dass sich seine Oberfläche vervierfacht und Volumen und Gewicht sich verachtfachen.

Da gleichwarme Tiere wie Vögel und Säugetiere mit jedem Gramm Körpermasse mehr Wärme produzieren, die über ihre Oberfläche wieder verloren geht, haben größere Tiere in der Kälte einen Vorteil: Bei doppelter Länge produzieren sie achtmal mehr Energie, verlieren aber nur die vierfache Wärmemenge. Sie benötigen daher weniger Energie als kleinere Tiere. Diese haben dagegen in warmen Regionen einen Vorteil: Dort droht der Körper bei hohen Außentemperaturen zu überhitzen und muss daher Wärme abgeben. Das gelingt ihnen mit ihrer verhältnismäßig großen Oberfläche besser als den Großen.

Große Säugetiere und Vögel in warmen und heißen Gebieten unterlaufen diesen Zusammenhang mit einem Trick: Sie vergrößern bestimmte Körperteile, über die sie dann zusätzlich Wärme abgeben können. Deshalb haben Afrikanische Elefanten oder auch Wüstenfüchse sehr große Ohren, mit denen sie nicht nur gut hören, sondern auch Wärme abgeben und so ihren Körper auf kühleren Betriebstemperaturen halten.

Tatsächlich scheinen steigende Temperaturen auch die Größe einiger Körperteile wachsen zu lassen, legte eine Studie im September 2021 im Fachmagazin „Trends in Evolution and Ecology“ nahe: Mit dem Klimawandel werden auch die Ohren von Waldmäusen ein wenig größer. Bei den nordamerikanischen Maskenspitzmäusen werden Beine und Schwänze länger. Und einige Papageien-Arten in Australien haben seit 1871 ihre gut durchbluteten Schnäbel um vier bis zehn Prozent vergrößert und können so mehr Energie abgeben.

Warnzeichen dramatischer Ereignisse

Jirinec und sein Team haben in den seit 1979 gesammelten Daten die Körpermasse von fast 15.000 und die Flügellänge von mehr als 11.000 Vögeln analysiert. Die Forschenden fanden bei allen untersuchten 77 Arten eine Abnahme des Körpergewichts um bis zu 1,8 Prozent im Jahrzehnt. Und bei 61 dieser Arten vergrößerte sich auch die Länge der Flügel.

Zusammen ermöglichen beide Eigenschaften einen Energiesparflug, der auch weniger Wärme verursacht, die vom Körper abgegeben werden muss. Die Arten passen sich also rasch an die steigenden Temperaturen im Klimawandel an, folgern die Wissenschaftler:innen.

Eine ähnliche Entwicklung kennen der Paläontologe Wolfgang Kießling von der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen und seine Kollegen auch aus der Vergangenheit: Vor 252 Millionen Jahren schützten sich „Ammoniten“ genannte Tiere im Meer mit einer Kalkschale vor Feinden. Sie gehörten wie die Tintenfische der heutigen Ozeane zu den Kopffüßern. Im Durchschnitt war ihr Panzer 15 Zentimeter groß. Als die Temperaturen auf der Erde damals innerhalb von einer Million Jahren um rund 15 Grad Celsius stiegen, wurden die Ammoniten immer kleiner und waren am Ende im Durchschnitt nur noch drei Zentimeter groß. Kurz danach verschwand im größten bisher bekannten Artensterben auch die Vielfalt der Ammoniten fast völlig.

Verringert sich die Körpergröße ist das ein frühes Warnzeichen für solche dramatischen Ereignisse, schließen Wolfgang Kießling und sein Team auch aus weiteren Beispielen in der Erdgeschichte.