Der ikonische Klang eines Spechtes, der gegen einen Baumstamm trommelt, mag wie eine einfache Handlung erscheinen, doch neue Forschungen zeigen ein ausgeklügeltes Zusammenspiel von Muskeln und Atem, das es diesen Vögeln ermöglicht, Taten von unglaublicher Kraft zu vollbringen. Während sich die meisten Studien darauf konzentrierten, wie Spechte Hirnverletzungen bei wiederholten Stößen vermeiden, untersucht diese neueste Analyse, die im Journal of Experimental Biology veröffentlicht wurde, warum sie überhaupt in der Lage sind zu hämmern und deckt einen Prozess auf, der dem Hämmern beim Menschen bemerkenswert ähnlich ist.
Eine Ganzkörperanstrengung
Spechte können Hunderte Male pro Minute mit einer Kraft zuschlagen, die dem 20- bis 30-fachen ihres Körpergewichts entspricht. Dabei handelt es sich jedoch lediglich um eine sich wiederholende Kopfbewegung. „Es handelt sich tatsächlich um ein sehr schwieriges, geschicktes Verhalten, bei dem Muskeln im ganzen Körper bewegt werden“, erklärt Nicholas Antonson, Verhaltensphysiologe an der Brown University. Unter ihrem erkennbaren „Rum-Pum-Pumm“ verbirgt sich ein leiseres „Grunzen-Grunzen-Grunzen“ – das Geräusch der Vögel, die bei jedem Schlag ausatmen, ähnlich wie das Stöhnen eines Tennisspielers bei einem Schlag.
Spechtbewegung verfolgen
Um dieses komplexe System zu verstehen, fingen Antonson und seine Kollegen acht wilde Flaumspechte (Dryobates pubescens) vom Campus der Brown University und den umliegenden Gebieten. Sie führten strategisch Elektroden in acht verschiedene Muskeln ein, die elektrische Signale maßen, die auf eine Muskelkontraktion hinweisen. Während 30-minütiger Beobachtungszeiträume wurden die Spechte beim Bohren (zum Sondieren und Ausgraben) und Klopfen (zur Kommunikation) beobachtet, während sie winzige, individuell angepasste Rucksäcke trugen und elektrische Signale aufzeichneten, die mit Hochgeschwindigkeitsvideos synchronisiert waren, die mit 250 Bildern pro Sekunde gefilmt wurden. Nach einigen Tagen der Beobachtung und Erholung wurden die Vögel freigelassen.
Ähnlichkeiten mit menschlichem Hämmern
Die Forschung deckte eine präzise Choreografie von Muskeln und Atem auf, die den Vogel in eine hocheffiziente Hammermaschine verwandelt. So wie Menschen ihre Handgelenksmuskeln versteifen, um den Energieverlust beim Hämmern zu minimieren, beobachteten die Forscher eine ähnliche Versteifung in einigen Nackenmuskeln des Spechtes. Im Einzelnen fanden sie:
- Schwanzmuskeln zur Abstützung: Vögel stützen sich kurz vor einem Angriff mit ihren Schwanzmuskeln ab.
- Hüftmuskelkraft: Die Schlagkraft wird hauptsächlich von einem einzelnen Muskel in der Hüfte bestimmt.
- Koordination der Kopf- und Nackenmuskulatur: Ausgeprägte Kopf- und Nackenmuskeln ziehen den Kopf nach jedem Schlag zurück und kontrahieren, bevor andere Muskeln die Vorwärtsbewegung abschließen, wodurch das schnelle Trommeln geglättet wird.
Die Rolle des Atems
Die Forscher untersuchten auch den Luftstrom durch die Syrinx (den Stimmkasten des Vogels), um festzustellen, ob Spechte bei Stößen den Atem anhalten oder durch die Bewegung ausatmen. Ähnlich wie bei Gewichthebern stabilisiert das Anhalten des Atems die Rumpfmuskulatur während einer Bewegung – Flaumspechte entschieden sich jedoch für den Ansatz eines Tennisspielers. Sie können bis zu 13 Mal pro Sekunde zuschlagen und ausatmen, wobei sie zwischen jedem Schlag für einen kurzen Zeitraum von 40 Millisekunden einatmen. Bemerkenswerterweise blieb dieser Zeitpunkt über mehrere Klicks hinweg konstant.
Implikationen für das Verständnis der Vogelkommunikation
Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass Trommeln dem Singen ähnlicher sein könnte als bisher angenommen. Singvögel nutzen Mini-Atemzüge, um ihre langen Melodien zu unterstützen. Falsche Spechte, die eine ähnliche Praxis ausüben, bieten Einblicke in die Entwicklung der nichtstimmlichen akustischen Kommunikation, ein Bereich, der in der Tierreichforschung oft übersehen wird.
Nachdem Antonson einen „Blick unter die Haube“ von Flaumspechten geworfen hat, plant er, die Mechanismen extremer Verhaltensweisen anderer Arten weiter zu erforschen, um herauszufinden, welche Erkenntnisse sie liefern könnten.
Die Forschung unterstreicht die Komplexität und Eleganz des Hämmerns des Spechts und zeigt, dass selbst scheinbar einfache Verhaltensweisen eine ausgeklügelte Koordination von Muskeln und Atem erfordern. Dieser neuartige Blick auf die Mechanik von Spechten bietet wertvolle Einblicke in die Physiologie und Kommunikation von Tieren und fördert unser Verständnis der natürlichen Welt.
