Zur Entwicklung der Sonnenkompaßorientierung bei jungen Brieftauben

Zusammenfassung

Um mit Hilfe der Sonne Kompaßrichtungen zu bestimmen, muß man die tägliche Sonnenwanderung verrechnen können. Darauf beruht der übliche Nachweis des Sonnenkompasses durch Verstellung der inneren Uhr. Die Beziehung von Sonnenazimut, Tageszeit und geographischer Richtung ist jedoch von der geographischen Breite abhängig und ändert sich mit der Jahreszeit. Die Kenntnis davon, auf der die Kompensation der Sonnenwanderung beruht, wird durch Erfahrung erworben. Die entsprechenden Lernvorgänge finden statt, sobald die jungen Vögel Flugerfahrung erwerben; dabei muß die Sonne zu verschiedenen Tageszeiten beobachtet werden, wobei das Magnetfeld als Richtungsreferenzsystem für die Sonnenbewegung dienen kann.

Um die Natur der Lernvorgänge näher zu bestimmen, wurden Tauben für ein bis zwei Wochen in einem „Magnetschlag“ angesiedelt; dort konnten sie von einer Voliere aus die Sonne nur in einer geänderten Richtungsbeziehung zum Magnetfeld sehen. Erwachsene Tauben zeigten sich von dieser Behandlung bei anschließenden Auflassungen unbeeinflußt; junge Tauben in dem Alter, in dem sich der Sonnenkompaß entwickelt, zeigten daraufhin eine Abweichung in der Richtung, in der das Magnetfeld gedreht gewesen war. Dies sprach für eine Beeinflussung des Sonnenkompasses durch die Behandlung; der Unterschied zwischen erwachsenen und jungen Tauben läßt sich im Sinne einer sensiblen Phase deuten. Eine Versuchsserie, in der erwachsene Tauben die innere Uhr um 6 h nachverstellt bekamen und längere Zeit unter dieser Bedingung gehalten wurden, machte deutlich, daß der einmal gelernte Verrechnungsmechanismus für die Sonnenwanderung nicht unveränderlich ist, sondern den geänderten Bedingungen angepaßt werden konnte.

Damit zeigte sich der Sonnenkompaß als flexibler Mechanismus, der sich wohl nicht nur auf die Änderungen der Sonnenbahn im Laufe der Jahreszeiten einstellen kann, sondern auch auf die erheblich größeren Unterschiede, die Zugvögel zwischen Brutgebiet und Winterquartier erleben. Die Lernvorgänge, die zum Sonnenkompaß führen, werden im Vergleich mit dem Erlernen des Sternkompaß und der Navigationskarte diskutiert: Sie haben durch die sensible Phase teilweise prägungsähnlichen Charakter, wobei es möglich erscheint, daß die Entwicklung des jeweiligen Orientierungsmechanismus als solcher zu einem bestimmten Zeitpunkt abgeschlossen ist. Die spezifische Reaktion auf die Außenfaktoren wird aber weiterhin durch Erfahrung kontrolliert und kann sich gegebenenfalls geänderten Umweltbedingungen anpassen.

Summary

To use the sun for direction finding, the birds must compensate for the sun's apparent movement in the course of the day. A method of demonstrating the use of the sun compass is based on shifting the bird's internal clock, which results in a typical deviation of their vanishing bearings (Fig. 1). The specific relation between sun azimut, time and geographic direction depends on geographic latitude (Fig. 2) and varies in the course of the seasons (Fig. 3). The knowledge of this relationship which is the basis for compensation of the sun's movements, is aquired by experience (Fig. 4). The respective learning processes take place when the young birds obtain some flying experience; they must observe the sun during the various times of the day. The magnetic field can serve as a reference system to judge the sun's position.

To analyse the nature of these learning processes, young pigeons were moved for one to two weeks into a small loft (Fig. 5) surrounded by Helmholtz coils to alter the ambient magnetic field. From an aviary, the birds saw the sun in an abnormal directional relationship to the magnetic field. In the following releases, old, experienced pigeons were not affected by this treatment. Young birds of the age when the sun compass normally develops, however, showed significant deviations to the direction to which magnetic north had been turned (Fig. 6, 7). This difference between young and adult pigeons suggests a sensitive period for the development of the sun compass. A series of experiments in which adult pigeons were clockshifted and kept under these conditions for more than two months (Fig. 8) clearly demonstrated that the compensation mechanisms for the sun's movements, once learned, are not fixed, but can be adapted to altered situations (Fig. 9, 10).

Thus the sun compass proved to be a flexible mechanism that can be adjusted not only to the changes in the sun's arc in the course of the year, but also to the greater changes experienced by migratory birds between breeding ground and wintering area. The processes leading to the establishment of the sun compass and possible similarities to the development of the star compass and the navigational “map” are discussed: All three mechanisms seem to be based on learning processes that are in part imprinting-like, involving a sensitive period where the mechanisms per se have to be established. The specific reaction to the external factors, however, is not fixed, but can be adapted to the changes in the environment.