Fantastisk tid att vara flyttfågelforskare

Tornseglare. Foto: Johan Lind https://etologen.wordpress.com/

Tornseglare – en av arterna vi lärt oss mycket mer om sedan ringmärkning blev möjligt. Foto: Johan Lind 

De senaste åren har det skett en revolution inom flyttfågelforskningen, och tack vare ny teknologi kan forskarna äntligen få svar på många obesvarade frågor. Med små instrument, inte större än en tumnagel, kan vi följa med längs fåglarnas flyttvägar. Denna artikel är baserad på en intervju med Åke Lindström vid Lunds universitet.

 Läs alla våra artiklar i serien om svensk forskning om natur och miljö.

Fåglar har i alla tider fascinerat människan, och de säsongsmässiga förändringarna i fågelbeståndet har varit föremål för många myter och sägner. Under antiken hade Aristoteles en teori om att rödstjärtar förvandlades till rödhakar under vintermånaderna. Den hypotesen var dock inte helt gripen ur luften, de nordliga rödhakarna flyttar nämligen till södra Europa ungefär samtidigt som rödstjärtarna beger sig till sina vinterkvarter söder om Sahara. Även i Sverige hade man sina teorier som idag kan kännas ganska fantasifulla; på 1500-talet skrev Olaus Magnus i sin “Historia om de nordiska folken” om hur svalorna övervintrar på sjöbottnar under istäcket. Denna föreställning var så långlivad att den fortfarande var allmänt spridd ända in på 1800-talet.

Fiskare drar upp svalor från sjöbotten med nät. Illustration ur Olaus Magnus "Historia om de nordiska folken".

Fiskare drar upp svalor från sjöbotten med nät. Illustration ur Olaus Magnus ”Historia om de nordiska folken”.

Ringmärkning och radar banade väg för stora upptäckter

Det var inte alltför längesedan som det började göras vetenskapliga undersökningar om var de europeiska fåglarna tar vägen vintertid. 1899 genomfördes den allra första ringmärkningen av fåglar i forskningssyfte av en dansk lärare som försåg starar med aluminiumringar. Denna metod spreds till andra fågelintresserade och drygt tio år senare gjordes ett fynd som var av stor betydelse på den tiden. En svala ringmärkt i Storbritannien återfanns nere i Sydafrika. Det var väl känt på den tiden att fåglar flyttade med årstiderna, men ingen visste säkert hur det gick till. Att en liten svala kunde flyga ända ner till södra Afrika var en häpnadsväckande upptäckt.

När radartekniken uppfanns i samband med andra världskriget, upptäckte man ganska tidigt ett störande brus som då och då dök upp på radarskärmen. Detta fenomen var till en början ett mysterium innan man insåg att det var flyttande fåglar. I och med att det låg i flygvapnets och civilflygets intresse att undvika kollisioner mellan fåglar och flygplan, bidrog myndigheterna med pengar till forskningen.

På 60-talet användes radar flitigt i Sverige, för att registrera hur fåglar reagerar på bland annat väderförhållanden och magnetiska störningar. I slutet av 80-talet gjordes en banbrytande studie av Thomas Alerstam vid Lunds universitet. Med hjälp av radar observerades fågelflockar som flög genom ett starkt avvikande magnetfält i Bergslagen och det visade sig att när fåglarna kom in i detta område föll de genast i höjd. Detta styrkte tidigare vetenskapliga observationer om att fåglar på något sätt använder jordens magnetfält för att orientera sig. Liknande studier har sedan gjorts på fåglar i fångenskap, men på friflygande fåglar är Alerstams forskning troligtvis den enda i sitt slag.

Radarstation, Lunds universitet. Foto: Aron Hejdström

Radarstation, Lunds universitet. Foto: Aron Hejdström

Vid samma tidsperiod började man följa fåglar genom att förse dem med satellitsändare, och på detta sätt kunde man följa deras rörelsemönster i realtid med 1-2 kilometers noggrannhet. Tidigare hade denna teknik använts i forskning om isbjörnar, men sändarna hade en vikt på flera kilo och lämpade sig bara för djur i den storleken. I slutet av 80-talet när teknologin tillät satellitsändare som bara vägde runt 200 gram, kunde man använda dem på albatrosser. För att inte påverka fågeln ska sändare inte väga mer än 3-5% av dess vikt, och albatrosser är tillräckligt kraftiga för att obehindrat kunna röra sig med en sändare av den storleken. Resultaten av dessa första studier med sändarförsedda fåglar visade bland annat att en albatross kan flyga upp till häpnadsväckande 900 km på en dag för att skaffa mat till sina ungar, och att vissa födosöksturer kunde pågå i upp till en månad med en tillryggalagd sträcka på 15 000 km. Satellittekniken har sedan dess successivt förfinats och förgrenats, och de allra minsta satellitsändarna väger numera kring 5 gram. Det som väger är mestadels batteriet, som ska klara av att kontinuerligt sända signaler till mottagande satelliter.

 

GPS och ljuslogger -den moderna tidens teknologi

Nya framsteg gjordes på 90-talet när man började använda GPS-mottagare inom flyttfågelforskningen. GPS är en satellitbaserad teknik med hög precision, som skiljer sig från den tidigare nämnda satellitsändaren genom att den kan ta ut mer exakta koordinater, med endast några meters marginal. Nackdelen är att GPS:en inte skickar iväg någon som helst information, den tar endast emot signaler. Det innebär att den har en lättare vikt då den drar mindre energi än en satellitsändare, och det öppnade för ytterligare möjligheter. Samtidigt uppstod en ny utmaning; för att kunna ta del av informationen måste man lyckas återfånga den GPS-försedda fågeln.

Allra bäst är det att kombinera en GPS med en satellitsändare så att informationen från den förstnämnda kan fås fortlöpande via satellit, men än så länge väger de alltför mycket för att kunna användas på majoriteten av alla fågelarter. I dagsläget väger dessa ca 10-15 gram och för att kunna användas på småfåglar bör de inte väga mer än 1 gram.

GPS- och satellitteknikens intåg innebar ett stort steg för fågelforskningen, och det har sedan dess pågått en konstant jakt på lägre vikt och mindre storlek på instrumenten. På senare tid har det skett en revolution inom fågelflyttningsforskningen då allt mindre batterier och komponenter gjort att inte bara de allra största fåglarna kunnat spåras. Smartare konstruktion och programmering gör att apparaterna drar mindre energi och även batterierna blir mindre.

Kaja försedd med GPS-sändare. Foto: Elin Videvall

Kaja försedd med GPS-sändare. Foto: Elin Videvall

En satellitsändare kan dock än så länge bara användas på lite större fåglar som exempelvis gökar, och för småfåglar krävs som sagt något ännu mindre och lättare. Nästa stora steg i utvecklingen blev ljusloggern, en energisnål teknologi som inte behöver kommunicera med satelliter. En ljuslogger består av en klocka och en ljusmätare som kan registrera solens upp-och nedgång där fågeln befinner sig. Med hjälp av dessa data kan man ta fram ungefärliga koordinater för var fågelns flyttväg går. Ljusloggern har fördelen att att den är relativt billig (runt tusenlappen jämfört med de betydligt dyrare satellitsändarna) och den är liten. Den allra minsta är nu nere på ungefär ett halvt gram, och såpass små fåglar som lövsångare kan förses med ljuslogger.

En av nackdelarna med ljuslogger är att precisionen inte är så bra. I en bergig terräng försvinner solljuset fortare än i områden som till exempel till havs, där det är fri sikt till horisonten. Man kan på grund av detta räkna ut koordinaterna med ungefär 20 mils marginal, vilket ändå berättar en hel del när det gäller långtflyttande fåglar. Precis som med GPS-sändare krävs det också att man fångar fågeln igen för att få tag på informationen som ligger lagrad i ljusloggern. Man får bara tillbaka information från  fåglar som har överlevt eller återvänder till den plats där de märktes.

Idag används fortfarande både ringmärkning, radar och de nyare teknologierna i flyttfågelforskning. De olika metoderna har sina för- och nackdelar, men tillsammans kompletterar de varandra och ger en tydlig bild av hur flyttfåglar rör sig.

 

Linus Hedh, doktorand vid Lunds universitet, återfångar en större strandpipare efter två år. Ljusloggern på ryggen, full av information om var strandpiparen varit, tas omhand för analys. Detta är hans tredje möte med denna individ, då han även ringmärkte den som unge 2010. Foto: Micha Gijsbers

Nyfikenheten driver forskningen ständigt framåt

Vad kan vi då dra för nytta av dessa nya lärdomar? Kunskaper om fåglars flyttvägar är av stor betydelse för att kunna skydda viktiga biotoper och rastningslokaler så känsliga och hotade arter kan bevaras. Forskningsresultat delas internationellt och forskare världen över samarbetar genom att jämföra analyser för att på detta sätt få fram en helhetsbild. Tack vare satellitsändare kunde exempelvis den akut hotade stäppvipan i Mellanöstern spåras och det resulterade i att man hittade populationer på helt nya platser. Det innebar inte bara att stäppvipan var lite mindre hotad än man trodde, utan också att man nu kunde bevara dessa nyupptäckta livsmiljöer.

Studier av flyttfåglar visar också på en kontinuerlig förändring i olika fågelpopulationer, vad gäller både utbredning och flyttvanor, i takt med att klimatet blir allt varmare. Särskilt arktiska fågelarter minskar i antal när den globala medeltemperaturen stiger och många sydliga arter breder ut sig allt längre norrut. Dock är det inte riktigt så okomplicerat; även andra faktorer spelar in. Förstörelse av livsmiljöer, på grund av mänsklig påverkan som exempelvis skogsbruk eller jordbruk, är fortfarande det allvarligaste hotet och anledningen till att arter minskar.

Forskningen om flyttfåglar har också ett egenvärde, naturen är något som berör alla och som aldrig upphör att fascinera.

– Det som framför allt driver vetenskapen framåt är nyfikenheten, vill Åke Lindström understryka. Den ligger bakom de flesta projekt inom grundforskning. Det finns ju ett enormt intresse från allmänheten, så på det sättet är det också en sorts kulturgärning. Folk förundras över naturen och vill ta del av allt detta spännande och fantastiska.

Grundforskningen kommer ofta till användning på oväntade sätt; ett bra exempel är då fågelinfluensan bröt ut, en händelse som väckte ett stort intresse från allmänheten. Sjukdomen fanns i Afrika och Ryssland och spreds via gäss och andfåglar, och myndigheter över hela världen ville nu veta hur dessa fåglar rör sig. Det var sedan länge känt inom ornitologin, tack vare ringmärkning, att ändernas höststräck från Ryssland till Västeuropa utgör ett av våra största flyttningsstråk. Tidigare hade ingen annan än ornitologerna själva varit intresserade av detta, nu blev det plötsligt en angelägenhet för hela världen.

Spelande dubbelbeckasin. Foto: Marie Mattsson

Spelande dubbelbeckasin. Foto: Marie Mattsson

Dubbelbeckasinens överraskande flyttvanor avslöjades med hjälp av ljuslogger

Med de nya metoderna kommer en del överraskande och spännande resultat. I ett svenskt forskningsprojekt som leddes av Åke Lindström försågs 70 dubbelbeckasiner med ljusloggrar. De 19 fåglar som återfångades visade sig ha oväntad information om artens flyttvanor. Under sin långa färd söderut kan dubbelbeckasinen flyga oavbrutet i tre dagar, med en hastighet på hela 54-97 km/h. Det visade sig att de spenderar sina vintrar i Kongo, vilket även det var en överraskning. Man väntade sig inte att en våtmarksfågel som föredrar öppna marker flyttar ner för att uppehålla sig i regnskogsbältet, och detta faktum ledde genast till nya frågor. Vad finns det i Kongo som lockar en dubbelbeckasin? Håller den sig i de öppna markerna eller väljer den en helt annan biotop än den häckningsmiljö den väljer i våra fjäll?

Även om den moderna tekniken kan bjuda på en hel del fantastiska nya kunskaper, så har den också bidragit till att man har fått reda på mycket som tidigare inte var säkerställt. Flera studier från ringmärkning som tidigare bara varit teorier har bekräftats tack vare de nya metoderna. Att svenska tornseglare spenderade vintrarna i Kongo kunde styrkas med ljuslogger, något som innan dess bara var baserat på en enda återfunnen ringmärkt individ.

I Sverige bedrivs den största delen av flyttfågelforskningen vid Lunds universitet. Åke Lindström berättar om en spännande utveckling som den teknologiska avdelningen för tillfället arbetar med. Det handlar om en slags elektronisk gyro, accelerometern. Den uppfattar riktning och rörelse, och är samma slags teknologi som rätar upp skärmen på en smartphone beroende på hur man håller i den. Den skulle kunna mäta vingslag så att man kan mäta exakt hur länge en fågel flugit. Planen är att kombinera accelerometern med en ljuslogger, men för att hålla nere vikten får man dock skära ner något på ljusmätningarna och därmed minska energiförbrukningen.

 

Ny teknik innebär nya frågor – och spännande möjligheter

Accelerometern är ett instrument som alltså kommer att kunna ge oss ytterligare detaljer om fåglarnas långa flygfärder, och det finns fler tekniska framsteg inom räckhåll. Ljusloggarna kommer så småningom att vara så lätta att man kan sätta dem på även de allra minsta fågelarterna, men många forskare väntar förstås ivrigt på mindre GPS-mottagare. De väger idag runt 10-15 gram och det kan ta ett tag tills de når den önskvärda vikten på under 1 gram.

För varje nytt svar som den nya tekniken ger oss väcks ytterligare frågor. Hur klarar fåglarna dessa otroliga resor? Något som Åke Lindström hoppas på är att man en dag ska ta fram ett instrument som kan väga en fågel innan flytt och under rastande, eller instrument som kan ta blodprov under flytten som säger något om deras hälsotillstånd och kemiska substanser osv. Sådana mätningar görs nu i samband med märkning, men man har inga möjligheter att följa förändringarna under flytten. Men att man någon gång ska kunna göra detta tvivlar han inte på.

– Jag har hållit på med detta i 30 år, och den här utvecklingen är explosionsartad. Det är en fantastisk tid att vara aktiv forskare i, när rapporter från nya studier kommer in var och varannan dag, säger Åke Lindström.


Natursidan.se har beviljats stöd av Forskningsrådet Formas genom Erik Hanssons, Johan Linds och Marie Mattssons projekt ”Forskning om natur för alla”. Det här är en artikel inom detta projekt. Läs alla våra artiklar i serien via den här länken.

Referenser:

Alerstam, T. (1987). Bird migration across a strong magnetic anomaly.Journal of experimental biology, 130(1), 63-86.

Jouventin, P., & Weimerskirch, H. (1990). Satellite tracking of wandering albatrosses. Nature 343, 746 – 748

Klaassen, R. H., Alerstam, T., Carlsson, P., Fox, J. W., & Lindström, Å. (2011). Great flights by great snipes: long and fast non-stop migration over benign habitats. Biology letters, 7(6), 833-835.

Pimm, S. L., & Raven, P. (2000). Biodiversity: extinction by numbers. Nature,403(6772), 843-845.

Åkesson, S., Klaassen, R., Holmgren, J., Fox, J. W., & Hedenström, A. (2012). Migration routes and strategies in a highly aerial migrant, the Common Swift Apus apus, revealed by light-level geolocators. PLoS One, 7(7), e41195.