Krenz, J. D., J. D. Congdon, M. A. Schlenner, M. J. Pappas & B. J. Brecke (2018): Use of sun compass orientation during natal dispersal in Blanding's turtles: in situ field experiments with clock-shifting and disruption of magnetoreception. – Behavioral Ecology and Sociobiology 72(11).
Der Gebrauch eines Sonnenkompasses zur Orientierung während der natalen (nach dem Schlupf) Ausbreitung bei Blanding’s Schildkröte: In situ Feldexperimente mit Uhrzeitverschiebung und Magnetfeldstörung.
DOI: 10.1007/s00265-018-2590-7 ➚
Emydoidea blandingii,
© James Harding
Wenn Schlüpflinge von Süßwasserschildkröten das Nest verlassen und ihre ersten Umweltsignale wahrnehmen verwenden sie meistens visuelle Eindrücke um vom Nest aus in Richtung eines nahen offenen Horizonts oder eines entfernt gelegenen dunklen Horizonts zu wandern. Innerhalb von Stunden entwickeln aber westliche Sumpfschildkröten (Emydoidea blandingii) einen Kompassorientierungsmechanismus der es ihnen erlaubt ihre angestrebte Richtung zum Ziel beizubehalten auch dann, wenn sie das Ziel nicht mehr sehen können. Wir fingen Schlüpflinge der westlichen Sumpfschildkröte während ihrer natürlichen Verbreitung im Habitat und brachten am Carapax von jeder Schildkröte magnetische oder nicht-magnetische Scheiben an. Anschließend setzten wir sie in eine Arena mit einem einheitlichen Sichtfeld in einem Kornfeld (keine Sicht zum Horizont) und vermaßen ihre Kompassorientierung (hin zum Ziel). Die Schlüpflinge der Magnetgruppe und Nicht-Magnetgruppe waren in zwei gleichen Umweltszenarien (Kammern) untergebracht und zwar eines mit einer Zeitverschiebung um 6 Stunden und eines mit Normalzeit, um so vier experimentelle Ansätze zu kreieren. Nach 5 bis 11 Tagen wurden die Schlüpflinge wieder in ihre Testarena entlassen. Wenn die Schlüpflinge unter diesen Bedingungen einen Zeit-kompensierten Sonnenkompass zur Orientierung verwenden würde die Zeitverschiebung dazu führen, dass sich ihre Wanderrichtung um 90 ° gegenüber der ursprünglichen Wanderrichtung verschieben müsste. Wenn sie im Gegensatz dazu einen geomagnetischen Kompass zur Orientierung verwenden würden, würde die Störung des Magnetfelds sie zum ungerichteten Wandern zwingen. Wenn sie beide Kompassarten zeitgleich oder in sequentieller Folge nutzen würden wir vermuten, dass es zu verschiedensten Wanderbewegungen kommen würde. Alle vier Behandlungsgruppen bewegten sich aber zielgerichtet und zwar unter allen Testbedingungen mit Ausnahme der Gruppe welche die Zeitverschiebung erfahren hatte, da sie ihre Richtung um annähernd 90 °, wie vorhergesagt veränderte. Die Fähigkeit der Schlüpflinge zur Beibehaltung ihrer einmal eingeprägten Richtung trotz der Unterbrechung des Magnetfelds untermauert die Annahme, dass bei ihnen eine Magnetfeldorientierung fehlt oder noch nicht aktiv ist, oder dass sie dabei einen möglicherweise vorhandenen Magnetkompass ignorieren. Lediglich ein für die Zeitverschiebung - kompensierender Sonnenkompass in Einklang mit ihrer Inneren-Uhr war notwendig und ausreichend um ihre einmal eingeprägte Richtung während der Abwanderung vom Nest beizubehalten, wenn sie von ihrer normalen Prärieumgebung in einem Monokulturhabitat mit einem relativ einheitlichen visuellen Horizont umgesetzt wurden.
Signifikanz der Daten
Individuen die Weitstreckenwanderungen durchführen (z.B. Zugvögel oder wandernde Salamander) orientieren sich bei der Beibehaltung ihrer Richtung anhand eines Kompass (z.B. geomagnetischer oder Sonnenkompass). Wenn Süßwasserschildkrötenschlüpflinge ihr terrestrisches Nest verlassen orientieren sie sich zu Beginn ihrer Suche nach einer Wasserstelle visuell anhand von Signalen am Horizont. Da aber solche Signale häufig im unebenen Gelände und in dichter Vegetation verlorengehen und der gerade Weg kürzer und daher weniger gefährlich ist, entwickeln die Schlüpflinge sehr schnell einen Mechanismus für eine Kompassorientierung um ihre Richtung beizubehalten. Wir störten ihre Möglichkeiten zur Wahrnehmung des Magnetfelds indem wir am Carapax Magneten anbrachten und wir manipulierten ihr inneres Gespür für die Tageszeit durch eine Zeitverschiebung und testen dann ihr Wanderverhalten in einem hohen Kornfeld ohne Blick zum Horizont. Unsere Ergebnisse zeigen, dass hier ein Sonnenkompass ausreichend war, um bei Schlüpflingen mit Richtungserfahrung die Wanderrichtung beizubehalten obwohl der Horizont nicht mehr sichtbar war.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Eine sehr schöne Arbeit die zumindest für diese Schildkrötenspezies zeigt wie sich die Schlüpflinge bei ihrer Wanderung vom Nest zum Wasser hin orientieren. Ob sich dies später eventuell geschlechtsspezifisch verändert bleibt noch unklar, aber es könnte auch sein, dass sich später die Weibchen bei der Suche nach einem geeigneten Nistplatz ebenso orientieren oder sich sogar über Jahre diese Wanderstrecke so einprägen, dass sie sie sogar später als Adulti wieder zurückwandern können um ihre Eier an geeigneter Stelle abzulegen. Allerdings scheint auch klar zu sein, dass sie sich dabei flexibel verhalten können müssen, denn wenn bis zur Geschlechtsreife 10 und mehr Jahre vergehen, können einstmals gute Nistplätze auch schon so von Vegetation überwuchert sein, dass sie nicht mehr genutzt werden können. Siehe auch Kommentare zu Mui et al., (2018) schädlicher Einfluss von Agrarflächen und Roth & Krochmal, (2018).
Literatur
Mui, A. B., C. B. Edge, J. E. Paterson, B. Caverhill, B. Johnson, J. D. Litzgus & Y. He (2016): Nesting sites in agricultural landscapes may reduce the reproductive success of populations of Blanding's Turtles (Emydoidea blandingii) – Canadian Journal of Zoology – Revue Canadienne de Zoologie 94: 61-67 oder Abstract-Archiv.
Roth, T. C. II & A. R. Krochmal (2018): Of molecules, memories and migration: M1 acetylcholine receptors facilitate spatial memory formation and recall during migratory navigation. – Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 285(1891) oder Abstract-Archiv.
Galerien
Emydoidea blandingii – Amerikanische Sumpfschildkröte