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Das Orientierungssystem der Vögel I. Kompaßmechanismen

The orientation system of birds — I. Compass mechanisms

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Summary

Because of the large distances involved, birds establish contact with their goal indirectly via an external reference. Hence any navigation is a two-step process: in the first step, the direction to the goal is determined as a compass course; in the second step, this course is located with a compass. The geomagnetic field and celestial cues provide birds with compass information. The magnetic compass of birds, the sun compass the star compass and the interactions between the compass mechanisms are described in the present paper. Magnetic compass orientation was first demonstrated by testing night-migrating birds in experimentally altered magnetic fields: the birds changed their directional tendencies according to the deflected North direction. The avian magnetic compass proved to be an inclination compass: it does not use polarity; instead it is based on the axial course of the field lines and their inclination in space, distinguishing “poleward” and “equatorward” rather than North and South. Its functional range is limited to intensities around the local field strength, but this biological window is flexible and can be adjusted to other intensities. The magnetic compass is an innate mechanism that is widely used in bird migration and in homing. Its most important role, however, is that of a basic reference system for calibrating other kinds of orientation cues.

Sun compass orientation is demonstrated by clock-shift experiments: Shifting the birds’ internal clock causes them to misjudge the position of the sun, thus leading to typical deflections which indicate sun compass use. The analysis of the avian sun compass revealed that it is based only on sun azimuth and the internal clock; the sun’s altitude is not involved. The role of the pattern of polarized light associated with the sun is unclear; only at sunset has it been shown to be an important cue for nocturnal migrants, being part of the sun compass. The sun compass is based on experience; sun azimuth, time of day and direction are combined by learning processes during a sensitive period, with the magnetic compass serving as directional reference. When established, the sun compass becomes the preferred compass mechanism for orientation tasks within the home region and homing: in migration, however, its role is minimal, probably because of the changes of the sun’s arc with geographic latitude.

The star compass was demonstrated in night-migrating birds by projecting the northern stars in different directions in a planetarium. The analysis of the mechanism revealed that the internal clock is not involved; birds derive directions from the spatial relationship of the star configurations. The star compass is also established by experience; the directional reference is first provided by celestial rotation, later, during migration, by the magnetic compass.

The relative importance of the various compass mechanisms has been tested in experiments in which celestial and magnetic cues gave conflicting information. The first response of birds to conflicting cues differs considerably between species; after repeated exposures, however, the birds oriented according to magnetic North, indicating a long-term dominance of the magnetic compass. Later tests in the absence of magnetic information showed that celestial cues were not simply ignored, but recalibrated so that they were again in agreement with magnetic cues. The magnetic compass and celestial cues complement each other: the magnetic field ensures orientation under overcast sky; celestial cues facilitate maintaining directions, for which the magnetic compass appears to be ill suited. In view of this, the magnetic field and celestial cues should be regarded as integrated components of a multifactorial system for directional orientation.

Zusammenfassung

Vögel stellen den Bezug zum Ziel indirekt über ein externes Referenzsystem her. Der Navigationsprozeß besteht deshalb aus zwei Schritten: zunächst wird die Richtung zum Ziel als Kompaßkurs festgelegt, dann wird dieser Kurs mit Hilfe eines Kompaßmechanismus aufgesucht. Das Magnetfeld der Erde und Himmelsfaktoren werden von den Vögel als Kompaß benutzt.

In der vorliegenden Arbeit werden der Magnetkompaß, der Sonnenkompaß und der Sternkompaß der Vögel in ihrer Funktionsweise, ihrer Entstehung und ihrer biologischen Bedeutung vorgestellt. Der Magnetkompaß erwies sich als Inklinationskompaß, der nicht auf der Polarität, sondern auf der Neigung der Feldlinien im Raum beruht; er unterscheidet „polwärts“ und „äquatorwärts“ statt Nord und Süd. Er ist ein angeborener Mechanismus und wird beim Vogelzug und beim Heimfinden benutzt. Seine eigentliche Bedeutung liegt jedoch darin, daß er ein Referenzsystem bereitstellt, mit dessen Hilfe andere Orientierungsfaktoren zueinander in Beziehung gesetzt werden können. Der Sonnenkompaß beruht auf Erfahrung; Sonnenazimut, Tageszeit und Richtung werden durch Lernprozesse miteinander verknüpft, wobei der Magnetkompaß als Richtungsreferenzsystem dient. Sobald er verfügbar ist, wird der Sonnenkompaß bei der Orientierung im Heimbereich und beim Heimfinden bevorzugt benutzt; beim Vogelzug spielt er, wahrscheinlich wegen seiner Abhängigkeit von der geographischen Breite, kaum eine Rolle. Der Sternkompaß arbeitet ohne Beteiligung der Inneren Uhr; die Vögel leiten Richtungen aus den Konfigurationen der Sterne zueinander ab. Lernprozesse erstellen den Sternkompaß in der Phase vor dem ersten Zug; dabei fungiert die Himmelsrotation als Referenzsystem. Später, während des Zuges, übernimmt der Magnetkompaß diese Rolle.

Die relative Bedeutung der verschiedenen Kompaßsysteme wurde in Versuchen untersucht, bei denen Magnetfeld und Himmelsfaktoren einander widersprechende Richtungs-information gaben. Die erste Reaktion der Vögel war von Art zu Art verschieden; langfristig scheinen sich die Vögel jedoch nach dem Magnetkompaß zu richten. Dabei werden die Himmelsfaktoren umgeeicht, so daß magnetische Information und Himmelsinformation wieder im Einklang stehen. Der Magnetkompaß und die Himmelsfaktoren ergänzen einander: der Magnetkompaß ersetzt Sonnen- und Sternkompaß bei bedecktem Himmel; die Himmelsfaktoren erleichtern den Vögeln das Richtungseinhalten, zu dem der Magnetkompaß offenbar wenig geeignet ist. Magnetfeld und Himmelsfaktoren sollten deshalb als integrierte Komponenten eines multifaktoriellen Systems zur Richtungsorientierung betrachtet werden.

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Literatur

  • Able, K.P. (1982): Skylight polarization patterns at dusk influence migratory orientation in birds. Nature 299: 550–551.

    Google Scholar 

  • Able, K.P. (1989): Skylight polarization patterns and the orientation of migratory birds. J. Exp. Biol. 141: 241–256.

    Google Scholar 

  • Able, K.P. (1993): Orientation cues used by migratory birds: a review of cue-conflict experiments. Trends Ecol. Evol. 8: 367–371.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Able, K.P. & Able, M.A. (1993): Daytime calibration of magnetic orientation in a migratory bird requires a view of skylight polarization. Nature 364: 523–525.

    Google Scholar 

  • Able, K.P. & Able, M.A. (1995): Interaction in the flexible orientation system of a migratory bird. Nature 375: 230–232.

    CAS  Google Scholar 

  • Able, K.P. & Cherry, J.D. (1986): Mechanisms of dusk orientation in White-throated Sparrows (Zonotrichia albicollis): clock-shift experiments. J. Comp. Physiol. 159: 107–113.

    Google Scholar 

  • Able, K.P. & Dillon, P.M. (1977): Sun compass orientation in a nocturnal migrant, the White-throated Sparrow. Condor 79: 393–395.

    Google Scholar 

  • Akesson, S. (1993): Effect of geomagnetic field on orientation of the Marsh Warbler,Acrocephalus palustris, in Sweden and Kenya. Anim. Behav. 46: 1157–1167.

    Google Scholar 

  • Akesson, S. (1994): Comparative orientation experiments with different species of passerine long-distance migrants: effect of magnetic field manipulations. Anim. Behav. 48: 1379–1393.

    Google Scholar 

  • Aschoff, J. (1960): Exogenous and endogenous components in circadian rhythms. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 25: 11–28.

    CAS  Google Scholar 

  • Bäckman, J., Pettersson, J. & Sandberg, R. (1997): The influence of fat stores on magnetic orientation in day-migrating Chaffinches,Fringilla coelebs. Ethology 103: 247–256.

    Google Scholar 

  • Balda, R.P. & Wiltschko, W. (1991): Caching and recovery in Scrub Jays: transfer of sun compass direction from shaded to sunny areas. Condor 93: 1020–1023.

    Google Scholar 

  • Beason, R.C. (1987): Interaction of visual and non-visual cues during migratory orientation by the Bobolink (Dolichonyx oryzivorus). J. Ornithol. 128: 317–324.

    Google Scholar 

  • Beason, R.C. (1989): Use of an inclination compass during migratory orientation by the Bobolink (Dolichonyx oryzivorus). Ethology 81: 291–299.

    Google Scholar 

  • Beason, R.C. (1992): You can get there from here: Responses to simulated magnetic equator crossing by the Bobolink (Dolichonyx oryzivorus). Ethology 91: 75–80.

    Google Scholar 

  • Beason, R.C. & Brennan, W.J. (1986): Natural and induced magnetization in the Bobolink,Dolichonyx oryzivorus (Aves: Icteridae). J. Exp. Biol. 125: 49–56.

    Google Scholar 

  • Beason, R.C. & Nichols, J.E. (1984): Magnetic orientation and magnetic material in a transequatorial migratory bird. Nature 309: 151–153.

    Google Scholar 

  • Beck, W. & Wiltschko, W. (1981): Trauerschnäpper (Ficedula hypoleuca Pallas) orientieren sich nicht-visuell mit Hilfe des Magnetfelds. Vogelwarte 31: 168–174.

    Google Scholar 

  • Bellrose, F.C. (1967): Radar in orientation research. Proc. XIV Intern. Ornithol. Congr.: 281–309. Oxford.

  • Bellrose, F.C. (1972): Possible steps in the evolutionary development of bird navigation. In: Galler, S.R., Schmidt-Koenig, K., Jacobs, G.J. & Belleville, R.E. (Eds.): Animal Orientation and Navigation. NASA SP-262: 223–258. Washington, D.C.

  • Bellrose, F.C. & Graber, R.R. (1963): A radar study of the flight directions of nocturnal migrants. Proc. XIII. Intern. Ornithol. Congr.: 362–389. Ithaca, N.Y.

  • Bingman, V.P. (1981): Savannah Sparrows have a magnetic compass. Anim. Behav. 29: 962–963.

    Google Scholar 

  • Bingman, V.P. (1984): Night sky orientation of migratory Pied Flycatchers raised in different magnetic fields. Behav. Ecol. Sociobiol. 15: 77–80.

    Google Scholar 

  • Bingman, V.P. (1987): Earth’s magnetism and the nocturnal orientation of migratory European Robins. Auk 104: 523–525.

    Google Scholar 

  • Bingman, V.P. & Wiltschko, W. (1988): Orientation of Dunnocks (Prunella modularis) at sunset. Ethology 77: 1–9.

    Google Scholar 

  • Brines, M. & Gould, J. (1982): Skylight polarization patterns and animal orientation. J. Exp. Biol. 96: 69–91.

    Google Scholar 

  • Chelazzi, G. & Pineschi, F. (1974): Evidence for a sun compass in city pigeons (Columba livia). Monit. Zool. Ital. (N.S.) 8: 215–220.

    Google Scholar 

  • Drury, W.H. Jr. & Nisbet, J.C.T. (1964): Radar studies of orientation of songbird migrants in Southeastern New England. Bird-Banding 35: 69–119.

    Google Scholar 

  • Duff, S.J., Brownlie, L.A., Sherry, D.F. & Sangster, M. (1998): Sun compass and landmark orientation by Black-capped Chickadees (Parus atricapillus). J. Exp. Psychol. 24: 243–253.

    Google Scholar 

  • Edrich, W. & Keeton, W.T. (1977): A comparison of homing behavior in feral and homing pigeons. Z. Tierpsychol. 44: 389–401.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Edrich, W. & Keeton, W.T. (1978): Further investigations of the effect of ‘flight during clock shift’ on pigeon orientation. In: Schmidt-Koenig, K. & Keeton, W.T. (Eds.): Animal Migration, Navigation, and Homing: 184–193. Berlin.

  • Emlen, S.T. (1967a): Migratory orientation in the Indigo Bunting,Passerina cyanea. Part I: The evidence for use of celestial cues. Auk 84: 309–352.

    Google Scholar 

  • Emlen, S.T. (1967b): Migratory orientation in the Indigo Bunting,Passerina cyanea. Part II: Mechanisms of celestial orientation. Auk 84: 463–489.

    Google Scholar 

  • Emlen, S.T. (1969a): bird migration: influence of physiological state upon celestial orientation. Science 165: 716–718.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Emlen, S.T. (1969b): The development of migration orientation in young Indigo Buntings. Living Bird 1969: 113–126.

    Google Scholar 

  • Emlen, S.T. (1970): Celestial rotation: Its importance in the development of migratory orientation. Science 170: 1198–1201.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Emlen, S.T. (1972): The ontogenetic development of orientation capabilities. In: Galler, S.R., Schmidt-Koenig, K., Jacobs, G.J. & Belleville, R.E. (Eds.): Animal Orientation and Navigation. NASA SP-262: 191–210. Washington, D.C.

  • Emlen, S.T. (1975): Migration: Orientation and Navigation. In: Farner, D.S. & King, J.R. (Eds.): Avian Biology, Vol. 5: 129–219. New York.

  • Emlen, S.T. & Demong, N.J. (1978): Orientation strategies used by free-flying bird migrants: a radar tracking study. In: Schmidt-Koenig, K. & Keeton, W.T. (Eds.): Animal Migration, Navigation, and Homing: 283–293. Berlin.

  • Emlen, S.T., Wiltschko, W., Demong, N.J., Wiltschko, R. & Bergman, S. (1976): Magnetic direction finding: evidence for its use in migratory Indigo Buntings. Science 193: 505–508.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Foa, A. & Albonetti, E. (1980): Does familiarity with the release site influence the initial orientation of homing pigeons? Experiments with clock-shifted birds. Z. Tierpsychol. 54: 327–338.

    Google Scholar 

  • Ganzhorn, J.U., Kiepenheuer, J., Ranvaud, R. & Schmidt-Koenig, K. (1989): How accurate is the sun compass of the homing pigeon? In: Orientation and Navigation — Birds, Humans and Other Animals: paper 6. Cardiff.

  • Graue, L.C. (1963): The effect of phase shifts in the day-night cycle on pigeon homing at distances of less than one mile. Ohio J. Science 63: 214–217.

    Google Scholar 

  • Griffin, D.R. (1973): Oriented bird migration in or between opaque cloud layers. Proc. Amer. Philosoph. Soc. 117: 117–141.

    Google Scholar 

  • Hagmann, K., Ledda, A.P. & Wiltschko, W. (1994): The role of sun compass and near landmarks in memorizing sites in an aviary. J. Ornithol. 135 Sonderheft: 91.

    Google Scholar 

  • Hebrard, J.J. (1972): Fall nocturnal migration during two successive overcast days. Condor 74: 106–107.

    Google Scholar 

  • Helbig, A.J. (1989): Angeborene Zugrichtungen nachts ziehender Singvögel: Orientierungsmechanismen, geographische Variation und Vererbung. Dissertation am Fachbereich Biologie der J.W. Goethe-Universität Frankfurt am Main.

  • Helbig, A.J. (1990): Depolarization of natural skylight disrupts orientation of an avian nocturnal migrant. Experientia 46: 755–758.

    Google Scholar 

  • Helbig, A.J. (1991): Dusk orientation of migratory European Robins,Erithacus rubecula: the role of sun-related directional information. Anim. Behav. 41: 313–322.

    Google Scholar 

  • Helbig, A. & Wiltschko, W. (1989): The skylight polarization at dusk affects the orientation behavior of Blackcaps,Sylvia atricapilla. Naturwissenschaften 76: 227–229.

    Google Scholar 

  • Helbig, A. & Wiltschko, W. (1993): Orientierung nachts ziehender Vögel: Welche Rolle spielen Himmelsfaktoren zur Zeit des Sonnenuntergangs? Baltic Birds 6 (Bucephala, Sonderheft): 61–75.

  • Helbig, A.J., Orth, G., Laske, V. & Wiltschko, W. (1987): Migratory orientation and activity of the Meadow Pipit (Anthus pratensis): a comparative observational and experimental field study. Behaviour 103: 276–293.

    Google Scholar 

  • Hoffmann, K. (1953): Die Einrechnung der Sonnenwanderung bei der Richtungsweisung des sonnenlos aufgezogenen Stares. Naturwissenschaften 40: 148.

    Google Scholar 

  • Holtkamp-Rötzler, E., Fleissner, G., Hanzlik, M., Wiltschko, W. & Petersen, N. (1997): Mechanoreceptors in the upper beak of homing pigeons (Columba livia) as putative structural candidates for magnetoreception. Verh. Dtsch. Zool. Ges. 90: 290.

    Google Scholar 

  • Immelmann, K. (1975): Ecological significance of imprinting and early learning. Ann. Rev. Ecol. Syst. 6: 5–37.

    Google Scholar 

  • Katz, Y. & Mihelsons, H. (1978): (Einfluß einer Richtungsänderung des stellaren oder magnetischen Meridians auf die Orientierung von Rotkehlchen chen in Rundkäfigen im Planetarium; in Russisch). In: Mihelsons, H., Blüm, P. & Baumaris, J. (Eds.): Orientazija Ptiz (Orientierung der Vögel): 180–193. Riga.

  • Keeton, W.T. (1969): Orientation by pigeons: Is the sun necessary? Science 165: 922–928.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Keeton, W.T. (1971): Magnets interfere with pigeon homing. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 68: 102–106.

    CAS  Google Scholar 

  • Keeton, W.T. (1974): The orientational and navigational basis of homing in birds. Adv. Study Behav. 5: 47–132.

    Google Scholar 

  • Keeton, W.T. & Gobert, A. (1970): Orientation by untrained pigeons requires the sun. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 65: 853–856.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Kramer, G. (1950a): Orientierte Zugaktivität gekäfigter Singvögel. Naturwissenschaften 37: 188.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. (1950b): Weitere Analyse der Faktoren, welche die Zugaktivität des gekäfigten Vogels orientieren. Naturwissenschaften 37: 377–378.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. (1951): Eine neue Methode zur Erforschung der Zugorientierung und die bisher damit erzielten Ergebnisse. Proc. X. Intern. Ornithol. Congr.: 269–280. Uppsala.

  • Kramer, G. (1952): Experiments on bird orientation. Ibis 94: 265–285.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. (1953): Wird die Sonnenhöhe bei der Heimfindeorientierung verwertet? J. Ornithol. 94: 201–219.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. (1957): Experiments in bird orientation and their interpretation. Ibis 99: 196–227.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. (1959): Recent experiments on bird orientation. Ibis 101: 399–416.

    Google Scholar 

  • Kramer, G. & von Saint Paul, U. (1952): Heimkehrleistungen von Brieftauben ohne Richtungsdressur. Verh. Dtsch. Zool. Ges. Wilhelmshaven 1951: 172–178.

    Google Scholar 

  • Kreithen, M.L. & Keeton, W.T. (1974): Detection of polarized light by the homing pigeon,Columba livia. J. Comp. Physiol. 89: 83–92.

    Google Scholar 

  • Liepa, V.K. (1975): (Licht-Kompaßorientierung von Rotkehlchen in Rundkäfigen unter einem einzelnen künstlichen Lichtpunkt; in Russisch). Commun. Baltic Comm. Study Bird Migration 9: 189–211.

    Google Scholar 

  • Liepa, V.K. (1978): (Orientierung von Rotkehlchen in Rundkäfigen unter künstlichen Lichtquellen, in Russisch). In: Mihelsons, H., Blüm, P. & Baumaris, J. (Eds.): Orientazija Ptiz (Orientierung der Vögel): 77–179. Riga.

  • Lorenz, K. (1935): Der Kumpan in der Umwelt des Vogels. J. Ornithol. 83: 137–213 u. 289–413.

    Google Scholar 

  • Lutsyuk, B.Ö. & Nazarchuk, G.K. (1971): (Mögliche Orientierung von Vögeln nach dem Erdmagnetfeld; in Russisch). Vestn. Zool. 5: 35–39.

    Google Scholar 

  • Matthews, G.V.T. (1951): The sensory basis of bird navigation. J. Inst. Navig. 4: 260–275.

    Google Scholar 

  • Matthews, G.V.T. (1953): Sun navigation in homing pigeons. J. Exp. Biol. 30: 243–267.

    Google Scholar 

  • Matthews, G.V.T. (1963): The astronomical basis of ‘nonsense’ orientation. Proc. XIII. Intern. Ornithol. Congr.: 415–429. Ithaca, N.Y.

  • Merkel, F.W. & Wiltschko, W. (1965): Magnetismus und Richtungsfinden zugunruhiger Rotkehlchen (Erithacus rubecula). Vogelwarte 23: 71–77.

    Google Scholar 

  • Mihelsons, H. & Vilks, I. (1975): Methods of investigation of celestial and non-celestial orientation of birds. Riga.

  • Miller, L. J., Weise, C. M. (1978): Effects of altered photoperiod on migratory orientation in White-throated Sparrows (Zonotrichia albicollis). Condor 80: 94–96.

    Google Scholar 

  • Moore, F.R. (1980): Solar cues in the migratory orientation of the Savannah Sparrow,Passerculus sandwichensis. Anim. Behav. 28: 684–704.

    Google Scholar 

  • Moore, F.R. (1982): Sunset and the orientation of a nocturnal bird migrant: a mirror experiment. Behav. Ecol. Sociobiol. 10: 153–155.

    Google Scholar 

  • Moore, F.R. (1985): Integration of environmental stimuli in the migratory orientation of the Savannah Sparrow,Passerculus sandwichensis. Anim. Behav. 33: 657–663.

    Google Scholar 

  • Moore, F.R. & Phillips, J.B. (1988): Sunset, skylight polarization and the migratory orientation of Yellow-rumped Warblers,Dendroica coronata. Anim. Behav. 36: 1770–1778.

    Google Scholar 

  • Munro, U. & Wiltschko, R. (1993): Clock-shift experiments with migratory Yellow-faced Honeyeaters,Lichenostomus chrysops (Meliphagidae), an Australian day migrating bird. J. Exp. Biol. 181: 233–244.

    Google Scholar 

  • Munro, U. & Wiltschko, R. (1995): The role of skylight polarization in the orientation of a day-migrating bird species. J. Comp. Physiol. A 177: 357–362.

    Google Scholar 

  • Munro, U. & Wiltschko, W. (1993): Magnetic compass orientation in the Yellow-faced Honeyeater,Lichenostomus chrysops, a day migrating bird from Australia. Behav. Ecol. Sociobiol. 32: 141–145.

    Google Scholar 

  • Neuss, M. & Wallraff, H.G. (1988): Orientation of displaced homing pigeons with shifted circadian clocks: Predictionsvs. observations. Naturwissenschaften 75: 363–365.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Orth, G. & Wiltschko, W. (1981): Die Orientierung von Wiesenpiepern (Anthus pratensis L.). Verh. Dtsch. Zool. Ges. 74: 252.

    Google Scholar 

  • Perdeck, A.C. (1957): Stichting Vogeltrekstation Texel Jaarsverslag over 1956. Limosa 30: 62–75.

    Google Scholar 

  • Phillips, J.B. & Moore, F.R. (1992): Calibration of the sun compass by sunset polarized light pattern in a migratory bird. Behav. Ecol. Sociobiol. 44: 796–797.

    Google Scholar 

  • Phillips, J.B., Wiltschko, W. & Munro, U. (1999): Visual system involvement in magnetoreception in birds. Proc. XXII Int. Ornithol. Congr., Durban (im Druck).

  • Potapov, R.L. (1966): Navigation ability of certain passerines. Dokl. Akad. Nauk. SSSR 171: 892–893.

    Google Scholar 

  • Ranvaud, R., Schmidt-Koenig, K., Kiepenheuer, J., Gasparotto, O.C. & Britto, L.R.G. (1988): Compass mechanisms of homing pigeons at the magnetic equator. Acta XIX Congr. Intern. Ornithol., Vol. 1: 297–304. Ottawa.

    Google Scholar 

  • Ranvaud, R., Ganzhorn, J.U. & Schmidt-Koenig, K. (1993): The sun compass of homing pigeons near the magnetic equator: implications of zenith culmination. In: Orientation and Navigation — Birds, Humans and other Animals: paper 19. Oxford.

  • Rodriguez-Teijeiro, J.D., Cordero-Tapia, P.J. & Nadal, J. (1984): Orientation initiale lors de la rentrée au nid du Puffin cendré (Calonectris diomedea) sous conditions de ciel clair et ciel couvert. Proc. d’Acquisition Précoce: 483–490. Barcelona.

    Google Scholar 

  • Sandberg, R. (1991): Sunset orientation of Robins,Erithacus rubecula, with different fields of sky vision. Behav. Ecol. Sociobiol. 28: 77–83.

    Google Scholar 

  • Sandberg, R. & Moore, F.R. (1996): Migratory orientation of Red-eyed Vireos,Vireo olivaceus, in relation to energetic condition and ecological context. Behav. Ecol. Sociobiol. 39: 1–10.

    Google Scholar 

  • Sandberg, R. & Pettersson, J. (1996): Magnetic orientation of Snow Buntings (Plectrophenax nivalis), a species breeding in the high arctic: passage migration through temperate-zone areas. J. Exp. Biol. 199: 1899–1905.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Sandberg, R., Pettersson, J. & Alerstam, T. (1988a): Why do migrating Robins,Erithacus rubecula, captured at two nearby stop-over sites orient differently? Anim. Behav. 36: 865–876.

    Google Scholar 

  • Sandberg, R., Pettersson, J. & Alerstam, T. (1988b): Shifted magnetic fields lead to deflected and axial orientation of migrating Robins,Erithacus rubecula, at sunset. Anim. Behav. 36: 877–887.

    Google Scholar 

  • Sandberg, R., Ottosson, U. & Pettersson, J. (1991): Magnetic orientation of migratory Wheatears (Oenanthe oenanthe) in Sweden and Greenland. J. Exp. Biol. 155: 51–64.

    Google Scholar 

  • Sauer, F. (1957): Die Sternorientierung nächtlich ziehender Grasmücken,Sylvia atricapilla, borin undcurruca. Z. Tierpsychol. 14: 29–70.

    Google Scholar 

  • Sauer, F. & Sauer, E. (1960): Star navigation of nocturnal migrating birds. The 1958 planetarium experiments. Cold Spring Harbor Sym. Quant. Biol. 25: 463–473.

    CAS  Google Scholar 

  • Schmidt-Koenig, K. (1958): Der Einfluß experimentell veränderter Zeitschätzung auf das Heimfindevermögen von Brieftauben. Naturwissenschaften 45: 47.

    Google Scholar 

  • Schmidt-Koenig, K. (1961): Die Sonne als Kompaß im Heim-Orientierungssystem der Brieftauben. Z. Tierpsychol. 18: 221–244.

    Google Scholar 

  • Schmidt-Koenig, K. (1965): Current problems in bird orientation. Adv. Study Behav. 1: 217–276.

    Google Scholar 

  • Schmidt-Koenig, K. & Keeton, W. T. (1977): Sun compass utilization by pigeons wearing frosted contact lenses. Auk 94: 143–145.

    Google Scholar 

  • Schmidt-Koenig, K., Ranvaud, R., Ganzhorn, J.U. & Gasparetto, O.C. (1991): Retardation of homing pigeons’ ephemerides? Naturwissenschaften 78: 330–333.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Shumakov, M.E. & Vinigradova, N.V. (1992): Interrelations between astronomical and geomagnetic stimuli during migration in Scarlet Grosbeaks (Carpodacus erythrinus). Russ. Acad. Sci., Proc. Zool. Inst., St. Peterburg, 247: 106–116.

    Google Scholar 

  • Skiles, D.D. (1985): The geomagnetic field: its nature, history and biological relevance. In: Kirschvink, J. L., Jones, D. S., MacFaddon, B.J. (Eds.): Magnetite Biomineralization and Magnetoreception in Organisms: 43–102. New York.

  • Steidinger, P. (1968): Radarbeobachtungen über die Richtung und deren Streuung beim nächtlichen Vogelzug im Schweizerischen Mittelland. Ornithol. Beob. 65: 197–226.

    Google Scholar 

  • Viehmann, W. (1979): The magnetic compass of Blackcaps (Sylvia atricapilla). Behaviour 68: 24–30.

    Google Scholar 

  • Visalberghi, E. & Alleva, E. (1979): Magnetic influences on pigeon homing. Biol. Bull. 125: 246–256.

    Google Scholar 

  • Vleugel, D.A. (1953): Über die wahrscheinliche Sonnen-Orientierung einiger Vogelarten auf dem Zuge. Ornis Fennica 30: 41–51.

    Google Scholar 

  • Vleugel, D.A. (1955): Über die Unzulänglichkeit der Visierorientierung für das Geradeausfliegen, insbesondere beim Zug des Buchfinken (Fringilla coelebs L.). Ornis Fennica 32: 34–40.

    Google Scholar 

  • Vleugel, D.A. (1979): Beobachtungen über wahrscheinliche primäre Orientierung von Nachtziehern mit Hilfe des ersten und letzten Dämmerungspunktes. Vogelwarte 30: 65–68.

    Google Scholar 

  • von Saint Paul, U. (1954): Nachweis der Sonnen-orientierung bei nächtlich ziehenden Vögeln. Behaviour 6: 1–7.

    Google Scholar 

  • von Saint Paul, U. (1956): Compass directional training of Western Meadow Larks (Sturnella neglecta). Auk 73: 203–210.

    Google Scholar 

  • Walcott, C. & Green, R. P. (1974): Orientation of homing pigeons altered by a change in the direction of an applied magnetic field. Science 184: 180–182.

    CAS  Google Scholar 

  • Walcott, C. & Michener, M.C. (1971): Sun navigation in homing pigeons — attemps to shift sun coordinates. J. Exp. Biol. 54: 291–316.

    Google Scholar 

  • Wallraff, H.G. (1960): Können Grasmücken mit Hilfe des Sternhimmels navigieren? Z. Tierpsychol. 17: 165–177.

    Google Scholar 

  • Wallraff, H.G. (1966): Über die Anfangsorientierung von Brieftauben unter geschlossener Wolkendecke. J. Ornithol. 107: 326–336.

    Google Scholar 

  • Wallraff, H. G. (1969): Über das Orientierungsvermögen von Vögeln unter natürlichen und künstlichen Sternmustern. Dressurversuche mit Stockenten. Verh. Dtsch. Zool. Ges. 62: 348–357.

    Google Scholar 

  • Wehner, R. (1982): Himmelsnavigation bei Insekten. Zürich: Naturforsch. Gesellschaft.

    Google Scholar 

  • Weindler, P. (1994): Wintergoldhähnchen (Regulus regulus) benutzen einen Inklinationskompaß. J. Ornithol. 135: 620–622.

    Google Scholar 

  • Weindler, P., Beck, W., Liepa, V. & Wiltschko, W. (1995): Development of migratory orientation in Pied Flycatchers in different magnetic inclinations. Anim. Behav. 49: 227–234.

    Google Scholar 

  • Weindler, P., Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1996): Magnetic information affects the stellar orientation of young bird migrants. Nature (London) 383: 158–160.

    CAS  Google Scholar 

  • Weindler, P., Baumetz, M. & Wiltschko, W. (1997): The direction of celestial rotation influences the development of stellar orientation in young Garden Warblers. J. Exp. Biol. 200: 2107–2113.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Weindler, P., Böhme, F., Liepa, V. & Wiltschko, W. (1998): The role of daytime cues in the development of magnetic orientation in a night-migrating bird. Behav. Ecol. Sociobiol. 42: 289–294.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. (1980): Die Sonnenorientierung der Vögel. I. Die Rolle der Sonne im Orientierungs-system und die Funktionsweise des Sonnenkompaß. J. Ornithol. 121: 121–143.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. (1981): Die Sonnenorientierung der Vögel. II. Entwicklung des Sonnenkompaß und sein Stellenwert im Orientierungssystem. J. Ornithol. 122: 1–22.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. (1983): The ontogeny of orientation in young pigeons. Comp. Biochem. Physiol. A 76: 701–708.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. (1995): Kompaßsysteme in der Orientierung von Vögeln. Fischer Verlag, Stuttgart.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1978): Relative importance of stars and magnetic field for the accuracy of orientation in night-migrating birds. Oikos 30: 195–206.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1980): The process of learning sun compass orientation in young homing pigeons. Naturwissenschaften 67: 512–514.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1981): The development of sun compass orientation in young homing pigeons. Behav. Ecol. Sociobiol. 9: 135–141.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1990): Zur Entwicklung der Sonnenkompaßorientierung bei jungen Brieftauben. J. Ornithol. 131: 1–19.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1995): Magnetic Orientation in Animals. Berlin.

  • Wiltschko, R. & Wiltschko, W. (1999): Celestial and magnetic cues in experimental conflict. Proc. XXII Int. Ornithol. Congr., Durban (im Druck).

  • Wiltschko, R., Nohr, D. & Wiltschko, W. (1981): Pigeons with a deficient sun compass use the magnetic compass. Science 214: 343–345.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wiltschko, R., Kumpfmüller, R., Muth, R. & Wiltschko, W. (1994): Pigeon homing: the effect of a clock-shift is often smaller than predicted. Behav. Ecol. Sociobiol. 35: 63–73.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R., Haugh, C., Walker, M. & Wiltschko, W. (1998): Pigeon homing: sun compass use in the southern hemisphere. Behav. Ecol. Sociobiol. 43: 297–300.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, R., Munro, U., Ford, H. & Wiltschko, W. (1999): After-effects of exposure to conflicting celestial and magnetic cues at sunset in migratory Silvereyes,Zosterops l. lateralis. J. Avian Biol. 30 (im Druck).

  • Wiltschko, W. (1968): Über den Einfluß statischer Magnetfelder auf die Zugorientierung der Rotkehlchen (Erithacus rubecula). Z. Tierpsychol. 25: 537–558.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wiltschko, W. (1974): Der Magnetkompaß der Gartengrasmücke (Sylvia borin). J. Ornithol. 115: 1–7.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. (1978): Further analysis of the magnetic compass of migratory birds. In: Schmidt-Koenig, K. & Keeton, W.T. (Eds.): Animal Migration, Navigation, and Homing: 302–310. Berlin.

  • Wiltschko, W. & Balda, R.P. (1989): Sun compass orientation in seed-caching Scrub Jays (Aphelocoma coerulescens). J. Comp. Physiol. 164: 717–721.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Merkel, F.W. (1971): Zugorientierung von Dorngrasmücken im Erdmagnetfeld. Vogelwarte 26: 245–249.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1972): Magnetic compass of European Robins. Science 176: 62–64.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1974): Bird orientation under different sky sectors. Z. Tierpsychol. 35: 536–542.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1975a): The interaction of stars and magnetic field in the orientation system of night migrating birds. I. Autumn experiments with European Warblers (Gen.Sylvia). Z. Tierpsychol. 37: 337–355.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1975b): The interaction of stars and magnetic field in the orientation system of night migrating birds. II. Spring experiments with European Robins (Erithacus rubecula). Z. Tierpsychol. 39: 265–282.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1976): Interrelation of magnetic compass and star orientation in night-migrating birds. J. Comp. Physiol. 109: 91–99.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1988): Die Orientierung der Zugvögel: Magnetfeld und Himmelsfaktoren wirken zusammen. J. Ornithol. 129: 265–287.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W. & Wiltschko, R. (1991): Der Magnetkompaß als Komponente eines komplexen Richtungsorientierungssystems. Zool. Jb. Physiol. 95: 437–446.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Wiltschko, R. & Keeton, W.T. (1976): Effects of a ‘permanent’ clock-shift on the orientation of young homing pigeons. Behav. Ecol. Sociobiol. 1: 229–243.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Wiltschko, R., Keeton, W.T. & Madden, R. (1983): Growing up in an altered magnetic field affects the initial orientation of young homing pigeons. Behav. Ecol. Sociobiol. 12: 135–142.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Wiltschko, R. & Keeton, W.T. (1984): Effects of a ‘permanent’ clock-shift on the orientation of experienced homing pigeons. Behav. Ecol. Sociobiol. 15: 263–272.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Wiltschko, R., Keeton, W.T. & Brown, A.I. (1987a): Pigeon homing: the orientation of young birds that had been prevented from seeing the sun. Ethology 76: 27–32.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Daum, P., Fergenbauer-Kimmel, A. & Wiltschko, R. (1987b): The development of the star compass in Garden Warblers,Sylvia borin. Ethology 74: 285–292.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Munro, U., Ford, H. & Wiltschko, R. (1993a): Magnetic inclination compass: a basis for the migratory orientation of birds in the Northern and Southern hemisphere. Experientia 49: 167–170.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Munro, U., Ford, H. & Wiltschko, R. (1993b): Red light disrupts magnetic orientation of migratory birds. Nature 364: 525–527.

    Google Scholar 

  • Wiltschko, W., Munro, U. & Wiltschko, R. (1997): Magnetoreception in migratory birds: lightmediated and magnetite-mediated processes? In: Orientation and Navigation — Birds, Humans and Other Animals: 1-1 – 1-9. Oxford.

  • Wiltschko, W., Wiltschko, R., Munro, U. & Ford, H. (1998): Magnetic versus celestial cues: cue-conflict experiments with migrating Silver-eyes at dusk. J. Comp. Physiol. A 182: 521–529.

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Fachbereich Biologie, Zoologie, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Siesmayerstraße 70, D-60054, Frankfurt a. M.

    Roswitha Wiltschko & Wolfgang Wiltschko

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  1. Roswitha Wiltschko
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Wiltschko, R., Wiltschko, W. Das Orientierungssystem der Vögel I. Kompaßmechanismen. J. Ornithol. 140, 1–40 (1999). https://doi.org/10.1007/BF02462086

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