Hitzestress beim Alpensegler — von Küken bis zum lebenslangen Erfolg

 

Wie prägen extreme Wetterereignisse das Leben der Alpensegler — vom Ausbrüten bis ins hohe Alter — und über Generationen hinweg?

Menschliche Aktivitäten machen extreme Klimaereignisse häufiger und intensiver: Hitzewellen, Kältewellen, Starkniederschläge und Dürren. Endotherme Wirbeltiere (Vögel und Säugetiere) halten ihre Körpertemperatur in einem engen Optimalbereich, und extreme Temperaturen im frühen Leben können nachhaltige Folgen für Wachstum, Physiologie, Verhalten und Lebensgeschichte haben. Dennoch wissen wir noch erstaunlich wenig darüber, welche thermischen Bedingungen wildlebende Küken tatsächlich stressen, welche physiologischen Mechanismen dahinterstehen und wie sich diese frühen Erfahrungen im Erwachsenenleben und über Generationen hinweg auswirken.

Dieses Projekt geht diesen Fragen in einem einzigartigen wilden Studiensystem nach: dem Alpensegler (Tachymarptis melba), einem ikonischen, ausschließlich aerial jagenden Insektenfresser, der unter den Dächern europäischer Gebäude brütet. Da die Nester häufig in schlecht isolierten Dachböden liegen, sind Seglerküken dem städtischen Hitzeinsel-Effekt unmittelbar ausgesetzt — ein idealer natürlicher Sensor für die Auswirkungen des Klimawandels auf sich entwickelnde Endotherme.

 

Hintergrund

Mehrere Befunde weisen den Klimawandel als einen wesentlichen Treiber der Alpensegler-Biologie aus:

  • Hitze- und Kältewellen haben sich in Europa seit den 1950er Jahren in Häufigkeit und Intensität drastisch verändert, mit einer starken Zunahme der Hitzewellen in unseren Studienkolonien.
  • Körpergröße und Wachstumsrate der Küken haben sich zwischen 1999 und heute signifikant beschleunigt, parallel zum Anstieg der Juni-Juli-Temperaturen; neuere quantitativgenetische Analysen weisen darauf hin, dass diese Veränderungen nicht nur phänotypisch, sondern auch genetisch sind.
  • Wildtierauffangstationen melden regelmäßig plötzliche Spitzenwerte bei der Aufnahme von Seglerküken während Hitzewellen und anderer Extremereignisse — eine Beobachtung, die die europaweite Umfrage Segler retten, Klima verstehen angestoßen hat.
  • Pilotdaten aus unseren Kolonien im Jahr 2025 zeigen, dass verhaltensbedingte Anzeichen von Hitzestress bei sich entwickelnden Küken (Hecheln, Flügelspreizen) bereits bei Nesttemperaturen von 27 °C einsetzen.
  • Vorläufige, noch unveröffentlichte Analysen weisen auf negative Auswirkungen von Hitzewellen während der Bebrütung auf Schlupf- und Ausflugserfolg sowie auf die Körpergröße mit 50 Tagen hin. Bei Adulten nimmt die mitochondriale Funktion mit steigender Temperatur ab, was auf Energiedefizite hindeutet, die Thermoregulation, Wachstum und Überleben beeinträchtigen können.

Zusammen umreißen diese Beobachtungen ein integratives Forschungsprogramm zu den kurzfristigen, langfristigen und transgenerationalen Folgen extremer Wetterereignisse, das Feldexperimente in Wildkolonien, Langzeitdaten, Ökophysiologie, Quantitativgenetik und Bewegungsökologie verbindet.

 

Forschungsziele

Das Projekt gliedert sich in fünf komplementäre Forschungslinien:

  1. Kausale kurzfristige Effekte extremer Wetterereignisse — die kausalen Folgen von Kälte- und Hitzewellen für die Kükenentwicklung durch in situ-Manipulation des Nest-Mikroklimas während Bebrütung und Wachstum bestimmen.
  2. Genetische Grundlagen und evolutives Potenzial thermoregulatorischer Merkmale — die genetischen Beiträge von frühen Umwelteinflüssen zur Thermoregulation trennen, durch partielles Cross-Fostering kombiniert mit multigenerationalen quantitativgenetischen Analysen (“animal model”).
  3. Lebenslange und transgenerationale Effekte — prüfen, ob früher Hitzestress die adulte Physiologie, das Alter bei der ersten Reproduktion, den lebenslangen Reproduktionserfolg, die Lebensspanne sowie die Leistung der Folgegenerationen prägt (Silver-Spoon- vs. Environmental-Matching-Hypothesen).
  4. Auswirkungen auf das elterliche Verhalten — untersuchen, wie die eigene frühe thermische Erfahrung eines Individuums später dessen Nestanwesenheit, Hudern und Nahrungssuche unter wechselnden Wetterbedingungen beeinflusst.
  5. Folgen auf Populationsebene — die vorgenannten Befunde in demographische Modelle integrieren, um den Beitrag früher Hitzestresseffekte zur Populationsdynamik unter dem Klimawandel zu quantifizieren.

 

Zukunftsperspektiven

Der Ansatz ist bewusst breit skalierbar und übertragbar angelegt: Der Alpensegler ist eine synanthropische Art, die in ganz Europa gemeinsam mit dem Menschen in Gebäuden brütet; Erkenntnisse aus diesem System lassen sich daher auf andere urban lebende Wirbeltiere übertragen, die demselben zunehmenden thermischen Druck ausgesetzt sind. Langfristig sollen experimentelle, longitudinale und demographische Belege in mechanistische, übertragbare Vorhersagen darüber integriert werden, wie Endotherme mit einem zunehmend instabilen Klima zurechtkommen — und sich an dieses anpassen.

Die Arbeit ist außerdem direkt mit meiner europaweiten Umfrage bei Wildtierauffangstationen verknüpft, die Aufnahmedaten aus Auffangstationen nutzt, um auf kontinentaler Skala die Signatur von Hitzewellen bei jungen Seglern zu erfassen.

 

Kooperationspartner

Studierende im Projekt

  • 2026-27 Anna Kohler. Masterarbeit — Universität Zürich, Schweiz. “Auswirkungen von Hitzewellen auf Verhalten und Physiologie der Küken des Alpenseglers (Tachymarptis melba), einer urban brütenden Art”. Laufend.

  • 2024-25 Monti Spinas. Masterarbeit — Universität Zürich, Schweiz. “Auswirkungen extremer Temperaturen auf Überleben und Wachstum von Alpensegler-Küken”. Ergebnisse: 2 Artikel in Vorbereitung; Ergebnisse 2025 auf zwei Konferenzen vorgestellt (EOU Bangor und CIO Lecce).

 

Diese Seite fasst die integrative Forschungslinie zum Hitzestress bei Alpenseglern zusammen, die ich derzeit aufbaue. Sie steht in direktem Bezug zum Projekt Segler retten, Klima verstehen und zu den laufenden Analysen von Wachstum und Körpergrößenveränderungen aus meiner Marie-Skłodowska-Curie Global Fellowship.