Die unglaubliche Luftakrobatik der Stare fasziniert die Welt der Wissenschaft!

Stare sind Sperlingsvögel, die in den Städten und ländlichen Gebieten Eurasiens weit verbreitet sind. Einige von uns haben sie vielleicht schon am Himmel kreisen sehen, in großen Schwärmen von Dutzenden von Vögeln.

Ihre Akrobatik und ihr Verhalten sind von vielen Wissenschaftlern untersucht worden und haben zu sehr wichtigen Ergebnissen geführt. In europäischen Städten können diese Vögel im Herbst und Winter mehrere Wochen lang rasten, um sich auf ihren Zug nach Afrika vorzubereiten.

Der berühmte Flug der Stare

Natürlich sind Vogelschwärme kein ungewöhnliches Phänomen. Ornithologen studieren sie schon seit langem. Aber offenbar gibt es keine andere Vogelart, die so koordiniert und komplex ist wie der Star, der Schwärme von bis zu 750 000 Individuen bilden kann.

Viele Wissenschaftler waren von ihrem Flug so fasziniert, dass sie mathematische Modelle entwickelten, um ihre Bewegungen besser zu interpretieren und herauszufinden, wie sie sich so harmonisch am Himmel bewegen.

Und obwohl Stare eine weit verbreitete Art sind, wissen wir noch immer sehr wenig über diese Verhaltensweisen. Weltbekannte Ornithologen versuchen, diese bei anderen Vogelarten so ungewöhnlichen Verhaltensweisen zu entschlüsseln.

Einer von ihnen ist Frank Heppner, emeritierter Professor an der Universität von Rhode Island und Autor einiger der ersten Studien zum Verhalten von Staren in den 1960er Jahren. Heppner gibt zu: "Ich studiere dieses Phänomen seit 50 Jahren und ich verstehe immer noch nicht, was es bedeutet.

Die faszinierenden Choreografien am Himmel

Andrea Cavagna, Physiker an der Universität Rom, hat die letzten 16 Jahre damit verbracht, zu untersuchen, wie Stare es schaffen, ihre Bewegungen mit solcher Anmut und Präzision zu synchronisieren. Zu diesem Zweck hat er ausgeklügelte 3D-Modelle der Starenschwärme erstellt, die über Rom fliegen, wo sich die Population der Vögel in den letzten Jahrzehnten auf rund eine Million Exemplare verdoppelt hat.

Zusammen mit seiner Forscherkollegin und Partnerin Irene Giardina sammelt Cavagna Daten mit drei synchronisierten Hochgeschwindigkeits-Videokameras, die während der Winterwanderung der Stare auf dem Dach des Palazzo Massimo angebracht sind. "Jeden Winter saßen wir dort, bei Kälte und schlechtem Wetter, Nacht für Nacht", sagt Cavagna. "Es gab nur uns und die Statuen im Museum."

Die Rekonstruktionen zeigen, dass es diesen Vögeln gelingt, ihre fließenden Formationen im Flug durch einen Mechanismus aufrechtzuerhalten, der als skalenfreie Verhaltenskorrelation bekannt ist, d. h. ein Mechanismus der lokalen Koordination, der zu einer kollektiven Koordination führt, bei der sich jeder Vogel in der Nähe von etwa sieben anderen Exemplaren positioniert und ihre Bewegungen koordiniert, um überlappende Synchronismen zu erzeugen.

Cavagna erklärt, dass er sich dieses Phänomen vorstellt, indem er den Vergleich mit dem Autofahren auf der Autobahn zieht: "Jeder von uns interagiert mit einer begrenzten Anzahl von Autos, vermutlich mit dem vorderen und dem hinteren und einem oder zwei, die neben uns fahren; wir interagieren nicht mit Autos, die 50 Meter von uns entfernt sind, also sind wir nicht abgelenkt.

In der Praxis interagiert jeder Vogel mit seinen nächsten Nachbarn, aber alle Bewegungen jedes Einzelnen wirken sich auf die Gruppe aus und werden gleichzeitig von ihr beeinflusst, so dass sich die Informationen in der Herde mit konstanter Geschwindigkeit ausbreiten können.

Das Ergebnis ist ein kollektiver Entscheidungsprozess, der so schnell ist, dass das Abbiegesignal, das normalerweise von einem Vogel am Ende der Gruppe gegeben wird, es ermöglicht, 400 Vögel in einem Schwarm in einer halben Sekunde zu erreichen, und das bei einer Geschwindigkeit von 145 Kilometern pro Stunde.

Ein überraschender Tanz

Die verschiedenen Studien, die Wissenschaftler im Laufe dieser jahrzehntelangen Beobachtungen durchgeführt haben, haben zu einem Verständnis zahlreicher Evolutionen am Himmel geführt. Die verschiedenen Formen und Dynamiken, die Vögel während ihrer Evolutionen erzeugen, haben farbenfrohe Namen: "Vakuole", "Schnur", "Blitzausdehnung".

Am spektakulärsten ist es vielleicht, wenn dunklere Schwärme näher beieinander stehender Exemplare durch eine Wolke enger beieinander stehender Stare hindurchstrahlen, was der Bewegung von Wellen ähnelt, sagt Charlotte Hemelrijk, Professorin für Evolutionsbiologie an der Universität Groningen in den Niederlanden.

Wenn man diese wellenförmige Bewegung vom Boden aus beobachtet, scheinen sich die Stare aufeinander zuzubewegen; sobald sie sich jedoch nach oben drehen und nach vorne lehnen, erhält man einen besseren Blick auf die Oberfläche ihrer Flügel. Mit anderen Worten: Sie synchronisieren sich nicht nur mit den sieben nächstgelegenen Vögeln, sondern folgen auch der Regel "Alle folgen dem Anführer".

"Unsere neuesten Modelle zeigen, dass Stare das Verhalten des nächstgelegenen Vogels kopieren, was dazu führt, dass sich die Bewegung im ganzen Schwarm ausbreitet", sagt Hemelrijk.

Diese Entwicklungen dienen auch dazu, Raubtiere wie Falken und andere Raubvögel zu verwirren und es ihnen zu erschweren, die Zurückgebliebenen zu fangen. Mithilfe ausgefeilter Computermodelle dokumentierte Hemelrijk kollektive Flugmuster, die speziell mit den Bewegungen von Falken und Habichten verbunden sind.