Starenschwärme: Die Wissenschaft Hinter Einem Der großartigsten Schauspiele Der Natur

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Starenschwärme zu beobachten, wie sie durch den Himmel herabstoßen, tauchen und kreisen, ist ein großes Vergnügen an einem dämmrigen Winterabend. Von Neapel bis Newcastle vollführen diese Schwärme agiler Vögel alle dieselbe unglaubliche akrobatische Darbietung und bewegen sich perfekt synchron. Aber wie machen sie das? Warum stürzen sie nicht ab? Und was ist der Sinn dahinter?

Bereits in den 1930er Jahren vermutete ein führender Wissenschaftler, dass Vögel über übersinnliche Kräfte verfügen müssten, um in einem Schwarm zu kooperieren. Glücklicherweise findet die moderne Wissenschaft nun bessere Antworten.

Um zu verstehen, was die Stare tun, müssen wir ins Jahr 1987 zurückgehen, als der Informatikpionier Craig Reynolds die Simulation eines Vogelschwarms erstellte. Diese „Boids“, wie Reynolds seine computergenerierten Kreaturen nannte, folgten nur drei einfachen Regeln, um ihre unterschiedlichen Bewegungsmuster zu erzeugen: Vögel, die sich nahe beieinander befanden, entfernten sich voneinander, Vögel passten ihre Richtung und Geschwindigkeit an und weiter entfernte Vögel kamen näher.

Einige dieser Muster wurden dann verwendet, um realistisch aussehende Tiergruppen in Filmen zu erschaffen, angefangen mit Batmans Rückkehr im Jahr 1992 und seinen Fledermausschwärmen und seiner „Armee“ von Pinguinen . Entscheidend war, dass dieses Modell keine Führung über große Entfernungen oder übernatürliche Kräfte erforderte – nur lokale Interaktionen. Reynolds Modell bewies, dass ein komplexer Schwarm tatsächlich möglich ist, wenn Individuen einfache Regeln befolgen, und die entstehenden Gruppen „sahen“ sicherlich so aus wie in der Natur. Von diesem Ausgangspunkt aus entwickelte sich ein ganzes Feld der Modellierung von Tierbewegungen. Die Übereinstimmung dieser Modelle mit der Realität gelang 2008 auf spektakuläre Weise einer Gruppe in Italien. Ihr gelang es, Starenschwärme rund um den Bahnhof in Rom zu filmen, ihre Positionen in 3D zu rekonstruieren und die angewandten Regeln aufzuzeigen. Sie fanden heraus, dass Stare versuchten, sich an Richtung und Geschwindigkeit der etwa sieben nächsten Nachbarn anzupassen, statt auf die Bewegungen aller sie umgebenden Vögel zu reagieren.

Wenn wir einen Schwarm wellenförmig pulsieren und in verschiedene Formen wirbeln sehen, erscheint es oft so, als gäbe es Bereiche, in denen die Vögel langsamer werden und sich dicht drängen, oder Bereiche, in denen sie schneller werden und sich weiter auseinander bewegen. Tatsächlich ist dies größtenteils einer optischen Täuschung zu verdanken, die durch die Projektion des dreidimensionalen Schwarms auf unsere zweidimensionale Weltsicht entsteht. Wissenschaftliche Modelle legen nahe, dass die Vögel mit konstanter Geschwindigkeit fliegen.

Dank der Forschung von Informatikern, theoretischen Physikern und Verhaltensbiologen wissen wir nun, wie diese Schwärme entstehen. Die nächste Frage ist, warum sie überhaupt auftreten – was hat Stare dazu veranlasst, dieses Verhalten zu entwickeln?

Eine einfache Erklärung ist das Bedürfnis nach Wärme in der Nacht im Winter: Die Vögel müssen sich an wärmeren Orten versammeln und in unmittelbarer Nähe schlafen, um zu überleben. In einem Schlafplatz – Schilfgürteln, dichten Hecken, menschlichen Strukturen wie Gerüsten – können sich Stare mit über 500 Vögeln pro Kubikmeter zusammendrängen, manchmal in Schwärmen von mehreren Millionen Vögeln. Derart hohe Vogelkonzentrationen wären ein verlockendes Ziel für Raubtiere. Kein Vogel möchte derjenige sein, den ein Raubtier erlegt, also ist Sicherheit in der Masse das A und O, und wirbelnde Massen erzeugen einen Verwirrungseffekt, der verhindert, dass ein einzelnes Individuum ins Visier genommen wird.

Stare sind keine Hellseher – sie halten sich einfach gut an Regeln. Foto: Adri / shutterstock

Stare fliegen jedoch oft von mehreren zehn Kilometern Entfernung zu ihren Schlafplätzen und verbrauchen dabei mehr Energie, als sie durch einen Aufenthalt an etwas wärmeren Orten einsparen könnten. Daher muss der Grund für diese riesigen Schlafplätze mehr sein als nur die Temperatur.

Sicherheit in der Masse könnte dieses Muster erklären. Eine interessante Idee besagt jedoch, dass sich Schwärme bilden, damit die einzelnen Individuen Informationen über ihre Nahrungssuche austauschen können. Die sogenannte „ Informationszentrum-Hypothese “ besagt, dass in Zeiten lückenhafter und schwer zu findender Nahrungsverfügbarkeit die beste langfristige Lösung darin besteht, dass viele Individuen Informationen austauschen. So wie Honigbienen sich die Standorte von Blütenflecken teilen, können Vögel, die an einem Tag Nahrung finden und über Nacht Informationen austauschen, am nächsten Tag von ähnlichen Informationen profitieren. Obwohl sich in Zeiten der Nahrungsknappheit mehr Vögel zu Schlafplätzen zusammenfinden, was die Idee in gewissem Maße zu stützen scheint, hat es sich bisher als äußerst schwierig erwiesen, die Gesamthypothese ordentlich zu testen.

Unser Verständnis von wandernden Tiergruppen hat sich in den letzten Jahrzehnten enorm erweitert. Die nächste Herausforderung besteht darin, die evolutionären und adaptiven Zwänge zu verstehen, die dieses Verhalten hervorgebracht haben, und welche Auswirkungen sich daraus für den Artenschutz ergeben könnten, wenn sich diese Zwänge ändern. Möglicherweise können wir unser Verständnis anpassen und es nutzen, um die autonome Steuerung von Robotersystemen zu verbessern. Vielleicht wird sich das Verhalten der automatisierten Autos der Zukunft während der Hauptverkehrszeiten an Staren und ihren Schwärmen orientieren.