Flügelschlagfrequenz als Maß für den Energieverbrauch bei Pinguinen: Strategien und Konsequenzen
Pinguine sind tauchende Meeresvögel, die in unterschiedlichen Tiefen auf Nahrungssuche gehen. Geringe Schwimmkosten und somit ein geringer Sauerstoffverbrauch ermöglichen ihnen längere Beutezüge unter Wasser. Das eingeatmete Luftvolumen stellt einem tauchenden Pinguin einen Teil seiner Sauerstoffreserven zur Verfügung. Gleichzeitig führt es jedoch zu Auftrieb (in geringerem Maße auch die Luft im Gefieder), der insbesondere beim Abtauchen zu einem Mehraufwand an Energie führt. Zur Untersuchung des Tauchverhaltens nahrungssuchender Pinguine wurden in dieser Diplomarbeit die wichtigsten Messparameter, aus denen sich die Tauchenergetik quantifizieren lässt, erfasst und in einem Modellansatz miteinander verbunden.Magellanpinguine (Spheniscus magellanicus), die an der argentinischen Küste brüteten wurden zur Untersuchung ihres Tauchverhaltens und der Atmungsaktivität mit unterschiedlichen Daten speichernden Messeinheiten ausgerüstet. In dieser Arbeit sind Messdaten von 5 Magellanpinguinen zur Bestimmung der Flügelbewegung und der Tauchtiefe für je einen foraging trip aufgezeichnet worden, der 10 36 Stunden andauerte. Analysiert und ausgewertet wurden ebenso Messdaten der Schwimmgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Tiefe, sowie von dem Schnabelöffnungswinkel (als Maß der eingeatmeten Luftmenge) während der Atmung eines Pinguins vor und nach dem Tauchen.Obwohl die Schwimmgeschwindigkeit während einzelner Tauchgänge annähernd konstant war, zeigte sich während des Auftauchens bei den untersuchten Pinguinen eine signifikante Zunahme, die in tieferen Tauchgängen größer war. In den Bodenphasen, in denen keine Beutefangereignisse auftraten, war die Schwimmgeschwindigkeit, unabhängig von der Tiefe, konstant (2.32 ± 0.34 m/s).Die Flügelwinkelgeschwindigkeit - das Produkt aus der Flügelschlagfrequenz und amplitude als Maß für die Schwimmleistung eines Pinguins - nahm während des Abtauchens ab, blieb in den Bodenphasen konstant (587.8 ± 63.0 °/s) und zeigte eine weitere Abnahme während des Auftauchens. In einer definierten Tiefe war die Flügelwinkelgeschwindigkeit während des Abtauchens jeweils höher, wenn die Pinguine insgesamt tiefer tauchten. Bei flachen Tauchgängen war die tiefenspezifische Leistung geringer. In den Auftauchphasen war es genau anders herum. Dort bewirkte der Auftrieb eine Leistungsreduzierung, die beim Auftauchen aus großen Tiefen größer war als wenn die Pinguine aus geringen Tiefen auftauchten. In den Bodenphasen war die Flügelwinkelgeschwindigkeit unabhängig von der Tiefe.Der jeweils letzte registrierte Schnabelöffnungswinkel vor Tauchbeginn zeigte, dass Pinguine vor tiefen Tauchgängen mehr Luft einatmen als vor flachen Tauchgängen.Die Tauchdauer der Bodenphasen nahm mit der Tiefe zu, so dass die Effektivität dieser Tauchphase in tiefen Tauchgängen mindestens so hoch war wie in flachen Tauchgängen.Die Veränderung der Flügelwinkelgeschwindigkeit während des Tauchkurses kann auf die Auftriebsänderungen zurückgeführt werden, die aus Druckänderungen mit der Tiefe entstehen. Da Pinguine vor tiefen Tauchgängen mehr Luft einatmen als vor flachen müssen sie während des Abtauchens in große Tiefen eine höhere tiefenspezifische Leistung aufbringen. Genau anders herum verhält es sich in den Auftauchphasen, in denen tiefer tauchende Pinguine einen geringeren tiefenspezifische Leistungsaufwand haben als flach tauchende. Der konstante und tiefenunabhängige Leistungsaufwand in den Bodenphasen lässt vermuten, dass der Auftrieb in jeder Tiefe etwa gleich groß sein muss. Dies ist nur dann möglich, wenn ein Pinguin das Einatemvolumen auf die Tauchtiefe des darauffolgenden Tauchganges abstimmt. Unabhängig von der Tiefe, in der ein Pinguin Beute sucht, ermöglicht diese Strategie in der Bodenphase einen konstanten und auch geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu der Abtauchphase.
Helmholtz Research Programs > MARCOPOLI (2004-2008) > POL4-Response of higher marine life to change