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Die Bewältigung der Auswirkungen anthropogener Veränderungen auf die Biodiversität ist eine der drängendsten wissenschaftlichen Herausforderungen, mit denen wir heute konfrontiert sind. Die Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die marinen Ökosysteme ist jedoch trotz seiner wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bedeutung stark unterfinanziert. Während bestimmte physikalische Parameter (Salzgehalt, Temperatur, etc.) relativ einfach und kontinuierlich per Fernerkundung gemessen werden können, ist die Überwachung durch ozeanographische Kampagnen logistisch ungleich aufwändiger. Vor allem das empfindliche Ökosystem der Antarktis ist besonders gefährdet und gleichzeitig nur schwer zu untersuchen. Daher besteht die Notwendigkeit, bessere Methoden zur Überwachung des Zustands von marinen Ökosystemen, insbesondere der Produktivität höherer trophischer Ebenen, in und um die Antarktis zu entwickeln. Ein effektiver Ansatz zur Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf marine Ökosysteme ist die Überwachung von Raubtier-Populationen. Raubtiere sind hochsensible Bioindikatoren, da sie von einer Kaskade von Einflussfaktoren betroffen sind, die sich entlang des Nahrungsnetzes aufsummieren. Kaiserpinguine regieren auf die Klimaerwärmung besonders empfindlich, da sie zur Nahrungssuche Tausende von Kilometern zurücklegen und dabei große Teile des Ozeans beproben. Zudem kehren sie immer wieder zur selben Kolonie zurück, wo sie relativ einfach untersucht werden können. Daher sind diese Tiere besonders geeignete Bioindikatoren.Wir haben kürzlich gezeigt, dass das "huddling" Verhalten von Kaiserpinguinen als Phasenübergang von einem flüssigen in einen festen Zustand beschrieben werden kann. Dieser Phasenübergang hängt von der gefühlten Temperatur ab, die neben der Umgebungstemperatur auch von der Windgeschwindigkeit, der Sonneneinstrahlung und der relativer Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird. Kaiserpinguine ändern ihr Huddlingverhalten als Reaktion auf diese gefühlte Temperatur und durchlaufen bei einer bestimmten Übergangstemperatur einen Phasenübergang. Diese Phasen-Übergangstemperatur hängt in erster Linie von der Fettisolierung der Tiere ab. In diesem Projekt werden wir die Hypothese testen, dass wir durch die Beobachtung der Phasen-Übergangstemperatur die durchschnittlichen Energiereserven (Fettisolation) einer ganzen Pinguinkolonie abschätzen und zeitlich verfolgen können. Außerdem wollen wir nachweisen, dass sich aus der Phasen-Übergangstemperatur zu Beginn der Brutsaison (wenn die Tiere über die größten Fettreserven verfügen) sowohl der Jagderfolg als auch die Nahrungsversorgung eines großen Teils des Südozeans abschätzen lässt, da sich der Jagdradius der Kaiserpinguine über 300-500 km um die Kolonie erstreckt. Falls sich unsere Hypothese bestätigt, wäre dies ein wichtiger Meilenstein für eine nicht-invasive Fernerkundung des Zustands von Kaiserpinguinkolonien und damit des marinen Ökosystems großer Teile des Südozeans.
In marinen Lebensräumen können Seevögel als wertvolle Indikatoren für Nahrungsressourcen und die Produktivität des marinen Ökosystems dienen. Studien zeigen deutliche Veränderungen in marinen Ökosystemen, und eine Art, die auf solche Veränderungen empfindlich reagiert, ist der Südliche Felsenpinguin Eudyptes chrysocome (IUCN-Kategorie gefährdet). Analysen neuerer und historischer Daten deuten darauf hin, dass Felsenschreibepinguine in einem sich erwärmenden Ozean schlechter überleben und sich vermehren und dass der Klimawandel sie in mehreren Phasen der Brut- und Nicht-Brutsaison beeinflussen kann. Mehr als ein Drittel der Gesamtpopulation dieser Art brütet auf den Falklandinseln, wo die Populationen besonders stark zurückgehen, und unsere früheren Studien (2006-2011) hier haben auf reduzierte Überlebenswahrscheinlichkeiten unter zunehmend warmen Meerestemperaturen und leichtere Eier unter wärmeren Umweltbedingungen hingewiesen. Die zugrunde liegenden Ursachen für diese Veränderungen sind jedoch noch wenig bekannt. Das vorliegende Projekt knüpft an frühere Studien an, aber wir werden neu verfügbare Technologien anwenden, nämlich viel kleinere GPS-Beschleunigungs-Datenlogger, um die noch unbekannten Phasen der Brutzeit und die für die Futtersuche verwendete Energie zu untersuchen, und Analysemethoden aus dem Machine Learning („künstliche Intelligenz“) und der Energielandschaften-Modellierung. Komponentenspezifische stabile Isotopenanalysen und Metabarcodierung von Kotproben werden zudem eingesetzt, um die Ernährung während der verschiedenen Phasen des Brutzyklus zu untersuchen. Wir werden auch Zeitrafferkameras einsetzen und über "Penguin watch" - ein Toolkit zur Extraktion großflächiger Daten aus Kamerabildern und zur Einbeziehung der Öffentlichkeit - bürgernahe Wissenschaft betreiben. Insgesamt wollen wir verstehen, warum Südliche Felsenpinguine eine besonders empfindliche Art bei sich erwärmenden Meeresbedingungen sind.
Die Effizienz des Beuteerwerbs bestimmt, ob Tiere erfolgreich Nachkommen großziehen und gleichzeitig ihre eigene Körperkondition erhalten und Prädation vermeiden können, ob sie also eine hohe Fitness (gemessen als lebenslangen Fortpflanzungserfolg) erreichen können. Die Effizienz des Beuteerwerbs könnte auch Auswirkungen auf die Dynamik von Tierpopulationen haben: an Orten mit geringen energetischen Kosten sollte ein Populationszuwachs zu verzeichnen sein, während erhöhte Nahrungssuchkosten eher zu einer Populationsabnahme führen sollten. Es gibt zahlreiche Studien zum Beuteerwerb von Tieren, die sich darauf konzentrieren, die räumliche Verteilung der Tiere zu beschreiben. Dagegen sind die Mechanismen, die zu dieser Verteilung führen, weitgehend noch nicht untersucht. Diese Lücke könnte durch den Einsatz neuer Methoden in der Analyse von Tierbewegungen geschlossen werden. Durch den Einsatz von dreidimensionalen Beschleunigungsmessern können Daten des Habitats mit Beschleunigungsdaten der Tierbewegungen verschnitten werden. Die energetische Kosten der Bewegungen im potentiellen Beuteraum werden berechnet, und in eine Energie-Landschaft (Energy landscape) übertragen. Ich schlage hier vor, diese neue Technologie und Methodik anzuwenden, um den Einfluss der Effizienz des Beuteerwerbs auf die Dynamik von Tierpopulationen zu untersuchen. Ich werde Energielandschaften für Eselspinguine als Modellart für einen Antarktischen Prädator modellieren, der sehr erfolgreich auf jüngste Umweltveränderungen reagiert hat. Ich werde untersuchen, wie sich die Effizienz des Beuteerwerbs zwischen Populationen im optimalen Habitat (Antarktische Halbinsel, Populationszuwachs) und suboptimalen Habitat (Falklandinseln, stark schwankende Populationen) unterscheidet. Durch den Vergleich der Nutzung von Energielandschaften werde ich untersuchen, welche Bedingungen zu hoher Körperkondition und Fortpflanzungserfolg der Eselspinguine führen und die erfolgreiche Expansion der Art in antarktischem Habitat ermöglichen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, zu verstehen, wie Tiere auf veränderte Umweltbedingungen reagieren, wie sie derzeit durch die Einflüsse des Klimawandels entstehen.
Das Projekt untersuchte das Hörvermögen von Humboldt-Pinguine. Das Hörvermögen der Pinguine wurde psychoakustisch und durch Methode der Auditorisch Evozierten Potentialen (AEP) ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass Pinguine in der Luft zwischen 1 und 4 kHz am besten hören. Darüber hinaus wurde eine Tieraudiogramm-Datenbank entwickelt, die den Vergleich zwischen den veröffentlichten Hörkurven verschiedener mariner Tiere erlaubt. Pinguine reagierten mit einer erstaunlich niedrigen Reaktionsschwelle in Unterwasser-Playback-Experimente auf Geräuschimpulsen. Mit diesem Vorhaben wurde der Grundstein für zukünftige Studien über das Hörvermögen von tauchenden Vögeln gelegt hat und so zu einem größeren Verständnis beigetragen, inwiefern Meeresvögel von Unterwasserlärm betroffen sind. Veröffentlicht in Texte | 100/2024.
The project studied the hearing ability of Humboldt penguins. The hearing ability of the penguins was determined psychoacoustically and by auditory evoked potentials (AEP). The results show that penguins hear best between 1 and 4 kHz in air. In addition, an animal audiogram database was created to facilitate comparison between the published audiograms of different aquatic animals. Penguins responded with a surprisingly low response threshold to sound stimuli in underwater playback experiments. This project has laid the foundation for future studies on the hearing capacity of diving birds, contributing to a greater understanding of how marine birds are affected by underwater noise.
Das Projekt untersuchte das Hörvermögen von Humboldt-Pinguine. Das Hörvermögen der Pinguine wurde psychoakustisch und durch Methode der Auditorisch Evozierten Potentialen (AEP) ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass Pinguine in der Luft zwischen 1 und 4 kHz am besten hören. Darüber hinaus wurde eine Tieraudiogramm-Datenbank entwickelt, die den Vergleich zwischen den veröffentlichten Hörkurven verschiedener mariner Tiere erlaubt. Pinguine reagierten mit einer erstaunlich niedrigen Reaktionsschwelle in Unterwasser-Playback-Experimente auf Geräuschimpulsen. Mit diesem Vorhaben wurde der Grundstein für zukünftige Studien über das Hörvermögen von tauchenden Vögeln gelegt hat und so zu einem größeren Verständnis beigetragen, inwiefern Meeresvögel von Unterwasserlärm betroffen sind.
Um die sensible antarktische Tierwelt vor möglichen Auswirkungen vermehrter Drohnenüberflüge zu schützen, verabschiedeten die Antarktis-Vertragsstaaten im Mai 2018 eine erste Version von Umweltrichtlinien zum Betrieb von Drohnen in der Antarktis. Da bis dato nur wenige wissenschaftliche Studien zu diesem Thema vorlagen, waren die Richtlinien mit einem Aufruf an die Wissenschaftsgemeinde verbunden, weiter Forschung zu den Auswirkungen von Drohneneinsätzen in der Antarktis zu betreiben. Die vorliegende Studie untersuchte mithilfe verhaltensbiologischer Störungsexperimente die Auswirkungen von Drohnen sowie sich annähernder Menschen auf Kaiserpinguine. Zudem wurden die seit Erstellung der Richtlinien neu gewonnenen Erkenntnisse zum Einfluss von Drohnen auf die antarktische Tierwelt zusammengefasst. Gleichzeitig wurde die Möglichkeit getestet, die lokale Population einer Kaiserpinguinkolonie durch Drohnenbefliegung zu erfassen und ihre Brutpaarzahl daraus abzuleiten. Die Untersuchungen fanden an der Kaiserpinguinkolonie Atka-Bucht/Atka Iceport (Dronning Maud Land, Ostantarktis) statt. Insgesamt lässt sich feststellen, dass nur weniger als 20 % der Individuen eine Reaktion zeigten, die zudem vergleichsweise kurz war. Somit ist davon auszugehen, dass die Drohne keine massiven Störungen verursachte. Im Vergleich waren die Reaktionen auf horizontale Überflüge im Allgemeinen weniger deutlich als auf die Annäherung einer Person und auf vertikale Überflüge. Küken reagierten mit vermehrter Vigilanz auf horizontale Drohnenüberflüge. Während vertikaler Drohnenaktivitäten und menschlicher Annäherung traf dies sowohl auf Adulte als auch auf Küken zu. Küken reagierten am stärksten bei vertikaler Annäherung einer Drohne, Adulten dagegen auf die Annäherung einer Person. Adulte zeigten mittlere Reaktionen bei vertikaler Drohnen-Annäherung, aber nur sehr wenige Reaktionen bei horizontalen Überflügen. Für Adulte wurden während Quadrokopterflügen ab Flughöhen von 95 m keine Unterschiede zur Kontrollsituation festgestellt. Eine solche Flughöhe ohne signifikante Verhaltensänderung konnte für Küken und für Starrflüglerüberflüge (Adulte und Küken) nicht nachgewiesen werden. Allgemein war die Reaktion auf den Quadrokopter stärker als auf den Starrflügler. Der Vergleich verschiedener Saisonzeitpunkte zeigte eine stärkere Reaktion zu einem späteren Zeitpunkt in der Brutsaison (Ende Dezember) als zu einem früheren Brutstadium (Mitte November). Neben den Untersuchungen an Kaiserpinguinen konnten wir beobachten, dass Schneesturmvögel häufig deutliche Reaktionen auf den Quadrokopter zeigten. Unsere Recherche ergab, dass seit 2018 nur wenige Untersuchungen zum Einfluss von Drohnen auf die Antarktische Tierwelt veröffentlicht wurden. Lediglich für Zügelpinguine, Antarktische Seebären und Seeleoparden liegen neue Erkenntnisse vor. Bei der Kartierung und Bestandserfassung der Kolonie durch Drohnen-Befliegung wurden 10.024 Kaiserpinguinküken detektiert. Quelle: Forschungsbericht
| Organisation | Count |
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| Bund | 67 |
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| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 13 |
| Type | Count |
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| Ereignis | 7 |
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