Tiere mit Sendern Das Geheimnis der Heuschrecken

Wo versteckt sich Ebola? Warum gehen so viele Störche verloren? Wann droht eine Heuschreckenplage? Forscher wollen Zehntausende Tiere mit Sendern ausrüsten - erstaunliche Einblicke in die Natur sollen möglich werden.

Ziegen mit Sendern am Vulkan Ätna
MaxCine/ MPI für Ornithologie

Ziegen mit Sendern am Vulkan Ätna


Das Projekt klingt wie eine verwegene Mischung aus Science und Fiction: Zehntausende Tiere sollen mit Sendern ausgerüstet werden und der Wissenschaft weltweit als lebende Sensoren dienen.

Voraussichtlich ab kommendem Jahr sollen ihre Daten Aufschluss geben nicht nur über Wanderungen von Vögeln, Fischen und Säugetieren, sondern auch über Unwetter und Klimaveränderungen, drohende Vulkanausbrüche, Erdbeben, Tsunamis und die Ausbreitung von Infektionskrankheiten. Gleichzeitig sollen sie dem Schutz der Tiere dienen.

Letztlich geht es um nichts weniger als ein weltumspannendes Messnetz, das dem Menschen Vorhersagen für verschiedenste Phänomene erlaubt, die ihm derzeit noch verborgen sind. Gesammelt wird die Datenflut auf der Internationalen Raumstation ISS, die etwa 400 Kilometer über der Erdoberfläche ihre Bahnen zieht.

Wo sind die Störche?

Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell am Bodensee, treibt das ambitionierte Projekt seit 15 Jahren voran - und hat es auf den Namen "Icarus" getauft.

Die Grundidee besteht darin, Tiere mit Mini-Sendern auszustatten, die nicht nur ihre Position aufzeichnen, sondern noch weitere Daten wie Körpertemperatur, Beschleunigung und Ausrichtung zum Magnetfeld der Erde - und zwar an möglichst jedem Ort des Planeten.

So könne man Migrationsrouten einzelner Arten erfassen, ihre Orientierung entschlüsseln und bedrohte Tiere besser schützen, sagt Wikelski und nennt ein Beispiel: "Bei den Wanderungen von Weißstörchen gehen in Afrika und über den Meeren etwa 30 Prozent der Tiere verloren. Wir vermuten, dass sie sterben, haben aber keine Ahnung, wann, wo und warum."

Ebola aufspüren

Die sogenannten Tags, die Daten speichern und regelmäßig funken, könnten dies verraten. Aber Wikelskis Vision reicht weit darüber hinaus. "Mit den Tags können wir die Lebensgeschichten einzelner Tiere von Jugend an erfassen. So können wir feststellen, was sie erleben und wie sie sich entscheiden."

Die Sender können etwa registrieren, wie Schwärme von Flughunden, die mit dem Ebola-Virus und anderen Krankheitserregern in Kontakt kommen, durch Afrika ziehen, erläutert Wikelski. "Da ihr Immunsystem den Kontakt mit Ebola speichert, könnten sie unsere besten Spürhunde für den Aufenthaltsort des tatsächlichen Ebola-Wirtes sein."

Und wenn Wasservögel etwa in Asien merkwürdiges Flugverhalten zeigen, könnte dies ein Hinweis auf Erkrankungen wie etwa Vogelgrippe sein, die letztlich auch dem Menschen gefährlich werden könnten. Die Flugdaten von Schneegeiern (Gyps himalayensis) wiederum könnten Rückschlüsse auf Windströmungen im Himalaya ermöglichen.

Vogel mit Sender
MaxCine/ MPI für Ornithologie/ Christian Ziegler

Vogel mit Sender

"Das System erlaubt uns nicht nur zu beobachten, wo ein Tier ist, sondern auch, was es gerade tut", sagt Wikelski. "Wir könnten ein globales System intelligenter Sensoren einsetzen, um die Welt zu beobachten." Aus der Schwarmintelligenz von Tieren könne der Mensch neue Erkenntnisse gewinnen.

Ein Pilotprojekt läuft seit Jahren am Ätna auf Sizilien. An den Hängen des Vulkans tragen Dutzende Ziegen Geräte, die ihre GPS-Position und ihre Bewegungsdaten aufzeichnen. Tatsächlich registrierten die Forscher seit Januar 2012 mehrmals ungewöhnliche Aktivitäten der Tiere - vier bis sechs Stunden später folgte jeweils eine starke Eruption.

Der Verdacht: Ziegen können - ebenso wie vermutlich auch andere Tiere - Vorgänge registrieren, die dem Menschen verborgen bleiben. "Tierische Messsysteme übertreffen die Leistungen von technischen Systemen bei Weitem", sagt Wikelski. "Wir müssen sie nur verstehen."

Fledermaus als Erdspäher
MaxCine/ MPI für Ornithologie/ Christian Ziegler

Fledermaus als Erdspäher

Basierend auf dem Verhalten von Tieren könne man mithilfe von Algorithmen Frühwarnsysteme aufbauen - etwa für Vulkanausbrüche. Einen Nachweis, dass Tiere drohende Naturgefahren tatsächlich systematisch erkennen, gibt es allerdings bislang nicht.

Inzwischen haben die Forscher Sender entwickelt, die auch kleinere Tiere tragen können. Die mit Solarzellen ausgestatteten Tags sind kaum drei Quadratzentimeter groß und wiegen knapp fünf Gramm. Damit könne man sie nicht nur Störchen und Geiern auf den Rücken packen, sondern auch Amseln oder Staren, sagt Wikelski.

Doch ist es ethisch vertretbar, Hunderten solcher Vögel die mit einer 15 Zentimeter langen Antenne ausgestatteten Geräte an den Leib zu schnallen? "Uns ist bewusst, dass das problematisch ist", sagt Wikelski. "Aber der Erkenntnisgewinn auch für den Tierschutz ist so enorm, dass wir das für diese Individuen in Kauf nehmen. Unsere Forschungen zeigen, dass gut angebrachte Tags keine große Beeinträchtigung darstellen."

Martin Wikelski mit Storch
MaxCine/ MPI für Ornithologie/ Christian Ziegler

Martin Wikelski mit Storch

Größte technische Herausforderung ist die Übermittlung der Daten. Die Tags müssen nicht nur Informationen sammeln, sondern sie auch von den entlegensten Orten zuverlässig weiterleiten. Hier kommt die ISS ins Spiel: Sie überfliegt die Erde alle 90 Minuten auf unterschiedlichen Bahnen zwischen den beiden 52. Breitengraden - also einem Streifen zwischen Berlin im Norden und fast Feuerland im Süden.

Nähert sich die Station einem Tag, weckt sie ihn aus seinem energiesparenden Standby-Modus. Beim Überflug funkt der Sender dann in einem Zeitfenster von drei Sekunden ein Mini-Datenpaket von etwa 200 Byte zur ISS. Das spart Energie - und erhöht so die Lebensdauer des Tags.

Doch noch fehlt der ISS eine leistungsstarke Antenne, um die Daten zu empfangen. Die hat das Unternehmen Space Tech in Immenstaad am Bodensee schon entwickelt - ebenso wie die Software, die den Wust aus Daten den einzelnen Tieren zuordnen soll, und den Computer, der die Informationen auf der ISS verarbeitet.

Fledermaus-Kolonie: Ihre Signale sollen erfasst werden
MaxCine/ MPI für Ornithologie/ Christian Ziegler

Fledermaus-Kolonie: Ihre Signale sollen erfasst werden

Am 15. Juni 2017 - so der derzeitige Plan - soll eine Progress-Rakete die etwa 130 Kilogramm schwere Antenne vom Weltraumbahnhof Baikonur aus zur ISS fliegen. "Der Termin ist schon reserviert", sagt Projektkoordinatorin Uschi Müller von der Max-Planck-Gesellschaft.

Dort sollen dann zwei Kosmonauten das etwa 1,5 Meter lange Teil bei einem mehrstündigen Außeneinsatz am russischen ISS-Modul festschrauben. Anschließend wird die Antenne mit dem Rechner verkabelt. "Wenn alles klappt, ist das System im Herbst 2017 einsatzbereit", sagt Space-Tech-Geschäftsführer Wolfgang Pitz.

Gesammelt werden sollen alle Informationen in der Datenbank Movebank. Die Daten seien für jeden registrierten Nutzer frei einsehbar, sagt Müller. Sensible Daten, etwa zum Schlafplatz eines Nashorns, würden geschützt.

Mit dem System könne man auch Fischschwärmen folgen oder in der Arktis verlorene Rentiere aufspüren. Eine kommerzielle Verwendung schließen die Forscher nicht aus. Ein international besetztes Ethikkomitee soll darüber wachen, ob die Anwendungen vertretbar sind oder nicht.

Mini-Tags könnte man etwa an Insekten wie Wanderheuschrecken anbringen. Die Träger könne man dann in Gegenden beobachten, in denen sonst kaum Forscher arbeiten etwa im Süd-Sahel, sagt Wikelski. "Wir können die Flugrouten dieser Tiere vorhersagen und die Menschen entsprechend warnen." So könnten afrikanische Länder vor verheerenden Insektenplagen und Hungersnöten geschützt werden.

Erde von der verrückten Seite

Von Walter Willems, dpa/boj

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