E12 Stoffwechsel und verfügbare Energie

Thema

Das Energiesystem des Vogels beschreibt, wie er seine biologischen Energiereserven – Fett, Glukose und Glykogen – in die für den Flug verfügbare mechanische Energie umwandelt. Es ist das Modul, das die Biologie des Vogels – seinen Stoffwechsel, seine Atmung und seine Ernährung – mit der Physik seines Fluges verbindet, ausgedrückt als die Leistung, die er erbringen kann.

Ohne das Energiesystem des Vogels erklären die Module, die die Aerodynamik des Flügelprofils und die Kinematik des Flügelschlags beschreiben, nur, was ein Vogel theoretisch in einer Welt mit unerschöpflicher Energie leisten könnte. Mit dem Energiesystem des Vogels hingegen wird bestimmt, was er in der Praxis tatsächlich leisten kann, abhängig von seinen tatsächlichen Energiereserven und der Geschwindigkeit, mit der sein Stoffwechsel diese verbraucht. Fett ist der Treibstoff, der den Langstreckenflug in diesem Energiesystem ermöglicht, da es die höchste Energiedichte aller bekannten biologischen Brennstoffe aufweist: etwa 37 Kilojoule pro Gramm, mehr als doppelt so viel wie die Energiedichte von Kohlenhydraten. Dank dieser hohen Energiedichte können Zugvögel vor Antritt einer langen Wanderung Fettreserven anlegen, die der Hälfte ihrer Körpermasse entsprechen.

Wie schnell verschiedene Vögel diese Fettreserven während des Zugflugs verbrauchen, variiert enorm je nach Art: Ein Kolibri verbraucht auf seinem transozeanischen Zug nur wenige Hundertstel Gramm Fett pro Stunde, während eine Polargans auf den 3000 Kilometern, die sie nonstop über den Atlantik zurücklegt, mehrere Dutzend Gramm Fett pro Stunde verliert. Diese Fettreserve, deren Verbrauchsrate von der Art und dem für jeden Flug benötigten Energieaufwand abhängt, bestimmt, wie lange ein Zugflug dauern kann, bevor das Energiesystem des Vogels an seine Grenzen stößt: Solange die Fettreserven ausreichen, fliegt der Vogel mit optimaler Leistung; sobald diese Reserven zur Neige gehen, kann das Energiesystem des Vogels in der Praxis nicht mehr denselben Flug aufrechterhalten, den die Aerodynamik des Flügelprofils und die Kinematik des Flügelschlags theoretisch ermöglichen würden.

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