Auf Southampton Island im nördlichen Kanada klettern vier Biologen aus einem Hubschrauber. Mit Gewehren bewaffnet suchen sie misstrauisch den Horizont nach Eisbären ab und wandern dann in ihren wasserfesten Hosen über die Tundra, die sich hier bis zur vereisten Küste der Hudson Bay erstreckt. Der Hubschrauber kostet fast 2000 US-Dollar (etwa 1800 Euro) pro Stunde, und die Forscher haben nur 90 Minuten Zeit, um am Boden die Watvögel zu zählen, die auf dem windgepeitschten Ödland nahe dem Nordpolarkreis brüten. Doch auch die Vögel kostet die Reise hierher eine ganze Menge. Schnepfenvögel, Regenpfeifer und Knutts sind aus den Tropen und aus noch weiter entfernten Regionen der südlichen Hemisphäre gekommen. Diese gewaltige Reise treten sie jedes Jahr wieder an, so dass einige von ihnen im Lauf ihres Lebens mehr als die Strecke von der Erde bis zum Mond zurücklegen.

Auf ihrem Weg können die Vögel aber leider nicht allen Gefahren ausweichen. So sind die Populationen der nordamerikanischen Küstenvögel seit 1973 um durchschnittlich etwa 70 Prozent geschrumpft, wobei es die in der Arktis brütenden Arten am härtesten traf. Angesichts weltweit sinkender Zahlen warnen Naturschutzorganisationen und Wissenschaftler schon vor dem Aussterben so mancher Art, wenn nichts getan wird.

Dieser Trend ist eindeutig, die Hintergründe allerdings nicht. Die Tiere legen Tausende von Kilometern im Jahr zurück und begegnen dabei so vielen Gefahren, dass schwierig zu entscheiden ist, welche den größten Schaden anrichtet. So ist bekannt, dass die rasanten Klimaveränderungen in der Arktis ihren Tribut fordern – das ist aber wohl nur einer der Übeltäter auf der amerikanischen Zugroute. Hinzu kommen die Erschließung der Küsten, die Vogeljagd in der Karibik und Veränderungen in der Landwirtschaft Nordamerikas. Die schwierige Aufgabe ist es nun, die größten Probleme zu erkennen und dann einen Plan zu entwickeln, mit dessen Hilfe sich die Vogelpopulationen wieder erholen können.

»Das ist schwierig – diese Vögel fliegen rund um die Welt, und deshalb kommt alles Mögliche als Ursache in Frage«, meint der Ökologe Paul Smith, der als Wissenschaftler vom National Wildlife Research Centre in Ottawa in Kanada nach Southampton Island gekommen ist, um Anhaltspunkte für den ominösen Rückgang zu suchen. Seine auf diesem Gebiet international führende Gruppe will untersuchen, wie Küstenvögel mit den immensen Veränderungen der nördlichen Ökosysteme zurechtkommen. Wichtiger denn je sei es zu verstehen, wie die Bedingungen in der Arktis das Brüten und das Überleben beeinflussen. »Es ist wirklich höchste Zeit«, erklärt der Ökologe Jan van Gils vom Royal Netherlands Institute for Sea Research in Texel, der den Rückgang der Knuttstrandläufer (Calidris canutus) untersucht, die in der russischen Arktis brüten. »Jetzt oder nie mehr.«

Schüsse und Pfannkuchen

Wenn man Smith in seinem Basiscamp auf der Insel sieht, könnte man meinen, er sei geradewegs einem Technologielabor im Silicon Valley entsprungen – abgesehen von der Flinte, die über seiner Schulter hängt. Er ist immer in Bewegung, steht vor 7 Uhr morgens auf und sitzt um 9 Uhr im Hubschrauber, um weiter in den Norden zu fliegen und Watvögel zu inspizieren. Um 18 Uhr bereitet er, leise vor sich hin summend, in der Küche das Abendessen für die hungrige Mannschaft vor, die gerade von ihrer Nesterjagd zurückkehrt. Er behebt noch schnell ein Computerproblem, bevor er zu Bett geht und um 2 Uhr morgens wieder aus seinem Schlafsack krabbelt, als ein neugieriger Eisbär in das Camp eindringt. Den Bären verscheucht er mit ein paar Warnschüssen, was bei seinem Team zu einer lebhaften Diskussion während des Pfannkuchenfrühstücks führt, das er später am Morgen noch in aller Eile zubereitet. Dann geht er los, um Schadstoffsammler in rund 50 Zentimeter tiefen Schmelzwasserbecken aufzustellen. Damit will er untersuchen, ob möglicherweise die Umweltverschmutzung die Vögel beeinflusst.

Smith reist seit 2000 immer wieder nach East Bay. Anfangs wurde er als Biologiestudent hierher geschickt, um beim Aufbau eines Camps zu helfen, das dem Studium der wenig verstandenen Watvögel dienen sollte. Schnell war er von den Tieren fasziniert, von denen einige nicht größer als Sperlinge sind, aber ganze Kontinente überqueren und ihre Eier in der offenen Landschaft ablegen. Hier ist Schneeregen im Juni nichts Ungewöhnliches, kalte Winde blasen auch im Juli über die Hudson Bay, und Schneewehen können bis in den August überdauern.

Der Forscher leitet derzeit die Untersuchungen in dem zwölf Quadratkilometer großen Gebiet in East Bay, einem der ältesten Forschungscamps dazu in der Arktis. Außerdem ist Smith Koleiter eines Gemeinschaftsprojekts von Kanada und den USA zur Beobachtung von Watvögeln, dem Arctic Program for Regional and International Shorebird Monitoring (Arctic PRISM). Es läuft seit 2002 und hat seitdem Teams an mehr als 2000 Orte entsendet – von Alaska bis Baffin Island in Ostkanada –, um die 26 Spezies zu beobachten, die in der nordamerikanischen Arktis brüten. Smith und seine kanadische Kollegin Jennie Rausch decken dabei die Zentral- und Ostarktis ab und haben die erste Runde des Projekts fast beendet.

Nicht nur für die Vögel, auch für die Biologen ist die Saison kurz, aber sehr anstrengend und intensiv. Der Ort, einige hundert Kilometer nördlich der Baumgrenze an der East Bay, erwacht im Juni zum Leben, wenn ein Dutzend Watvogelarten ihre Balz- und Revierrufe ertönen lassen. Zu ihnen gehören die etwa rotkehlchengroßen Knutts, die von der Südspitze Südamerikas anreisen, mehrere Regenpfeifer- und Schnepfenvogelarten und der Steinwälzer (Arenaria interpres), der ebenfalls in Lateinamerika überwintert.

Ein weltweites Problem

Watvögel ziehen in Nordamerika und Eurasien auf vier Hauptrouten, und viele Arten sind inzwischen gefährdet. In dem von Naturschutzbehörden aus den USA, Kanada und Mexiko veröffentlichten Bericht »State of North America's Birds 2016« (PDF) wird ein massiver Rückgang der Populationen in den letzten 40 Jahren beschrieben.

Auf der ostasiatisch-australischen Flugroute sind die Küsten und Feuchtgebiete stark von der Erschließung durch den Menschen betroffen, weshalb hier sogar noch mehr Arten bedroht sind. Der Löffelstrandläufer (Calidris pygmaea) ist so stark dezimiert, dass es laut Weltnaturschutzunion IUCN nur noch wenige hundert Exemplare gibt. Der Knutt gehört gleich auf mehreren Kontinenten zu den Sorgenkindern. Bei der in der kanadischen Arktis brütenden Unterart Calidris canutus rufa hat sich die Zahl seit den 1980er Jahren um 75 Prozent verringert, so dass sie nun als bedrohte Tierart in Kanada gelistet ist. »Beim Knutt habe ich irgendwie ein ungutes Gefühl«, sagt Rausch, die als Expertin für Küstenvögel beim kanadischen Wildlife Service in Yellowknife arbeitet. Sie hat bisher noch kein einziges Nest dieser Vögel gefunden, obwohl sie schon seit vier Sommern das Gebiet beobachtet, das lange Zeit als wichtigstes Brutgebiet der Spezies galt. Das Hauptproblem liegt möglicherweise mehr als 3000 Kilometer südlich. Auf ihrem Weg von Südamerika halten die Vögel in der Delaware Bay an, um die energiereichen Eier der Pfeilschwanzkrebse (Limulus polyphemus) zu fressen (siehe Grafik »Schwierige Wege«). Laut den Forschern sind die Krabben inzwischen so stark überfischt, dass den Knutts die dringend benötigte Energiequelle fehlt.

In anderen Fällen könnte der Klimawandel das größte Problem sein. Wie van Gils' Team aus den Niederlanden herausfand, haben die in der russischen Arktis brütenden Knutts in Sommern mit früher Schneeschmelze kleineren Nachwuchs. Seiner Meinung nach ist Mangelernährung der Grund dafür: So könnten die Knuttküken in warmen Jahren mit früher Schneeschmelze die vorverlegte Hauptsaison der Insekten verpassen und wegen des Nahrungsmangels nicht ausreichend wachsen. Wenn diese zu klein geratenen Knutts in die westafrikanischen Überwinterungsgebiete fliegen, können sie mit ihren zu kurzen Schnäbeln ihr bevorzugtes Futter – tief vergrabene Muscheln – nicht erreichen. »Die kleineren Individuen leben kürzer und haben geringere Überlebenschancen als größere Tiere«, erklärt van Gils.

Im letzten Sommer begleitete er ein US-amerikanisches Team und konnte dabei die arktischen Brutstätten der Knutts erstmals direkt beobachten. Die Forscher untersuchten die nach Alaska ziehende Subspezies Calidris canutus rufa, bei der ebenfalls der Temperaturanstieg zu einer langsameren Wachstumsrate der Küken führt. Die im letzten Jahr gesammelten Daten werden immer noch ausgewertet, aber van Gils glaubt auch hier ein schlechtes Timing von Zugzeiten und Nahrungsquellen festzustellen.

An Smiths Forschungsort in Kanada verändern sich die Bedingungen ebenfalls rasant, und das Meereseis brach 2016 mehr als einen Monat früher auf als noch vor drei Jahrzehnten. Laut Smith gibt es aber noch »viel mehr unmittelbare Gefahren« für die Watvögel an der East Bay. Schneegänse (Chen caerulescens) stehen beispielsweise ganz oben auf seiner Liste der Verdächtigen. Die Gänsepopulation Nordamerikas ist wahrlich explodiert und hat die Feuchtgebiete entlang der Küste der Hudson Bay stark beeinträchtigt – ein Gebiet, das eigentlich als Hauptstopp zur Futteraufnahme für Millionen ziehender Küstenvögel dient.

Dazu tauchen die Gänse auch im Brutterritorium der Küstenvögel auf, wo sie das Gras abfressen, das die Watvögel zum Schutz ihrer Nester in der offenen Landschaft brauchen. Doch noch bedrohlicher sind laut Smith vielleicht die von den Gänsen angelockten Füchse und andere Räuber, die letztlich ebenso die Eier und Küken der Watvögel erbeuten. Auf Southampton Island lässt sich dies ideal untersuchen: Auf der Insel gibt es mittlerweile schon etwa eine Million nistender Schneegänse. Smith betreut nun noch eine weitere Forschungsstelle auf der benachbarten Coats Island. Sie ist mit dem Flugzeug weniger als eine Stunde entfernt und dient als Negativkontrolle für seine Untersuchungen – hier existieren bislang keine Schneeganskolonien.

Versteckte Nester

Eines Tages im späten Juni warnt die Biologin Lisa Kennedy, während sie gerade den Ort in der East Bay beobachtet. »Passt auf, wo ihr hintretet!«, ruft sie und bleibt selbst auf größeren Steinen stehen, um die gesprenkelten Eier eines Regenpfeifers nicht zu zertreten. Sie ist Doktorandin an der Trent University in Peterborough in Kanada und leitete im letzten Sommer die sechsköpfige Gruppe auf der Suche nach Nestern. Die jungen Biologen identifizieren die Vögel sofort anhand ihrer Silhouette, ihrer Rufe und ihres Verhaltens. Sie passen auch gut auf wegen der Eisbären, die scheinbar aus dem Nichts auftauchen können. Die Forscher haben nicht umsonst immer Gewehre dabei – selbst auf dem Weg zum Toilettenhäuschen.

Täglich legen sie 10 bis 15 Kilometer über die Tundra und Schmelzwassertümpel zurück, um Nester zu finden und zu überprüfen. Sie verbringen auch viel Zeit damit, bewegungslos auf dem durchweichten Boden zu liegen und auf die Rückkehr der von ihnen verschreckten Küstenvögel zu ihren Eiern zu warten. Manchmal dauert es Tage, ein gut verstecktes Nest zu finden: Einige befinden sich in runden Vertiefungen, welche die Vögel in den Boden gescharrt haben, andere bestehen lediglich aus Gras, Moos und vereinzelten Federn.

Die Forscher wiegen und vermessen nicht nur die Vögel und ihre Eier, sondern beobachten auch die Nester. Dazu statten sie etliche Vögel mit Bling-Bändern an den Beinen aus und kleben perlengroße Nanosender, so genannte Nano-Tags, in das Rückengefieder. »Man muss vorsichtig sein, um nicht selbst an den Vögeln kleben zu bleiben«, erklärt Kennedy, die gerade eines dieser kleinen Geräte auf einen Sandregenpfeifer drückt, bis der Klebstoff ihn festhält. Kurz darauf verschwindet der Vogel schnell wieder, und die dünne Antenne auf dem Sender schickt elektronische Signale, die von der Empfangsstation auf dem Dach einer Hütte im Camp empfangen werden kann. Es ist Teil des Motus-Tracking-Systems, eines Netzwerks von etwa 300 Empfangstürmen, die in ganz Amerika verstreut stehen. Die Motus-Nano-Tags wiegen weniger als 0,3 Gramm und können daher von den kleinsten Küstenvögeln und ihren Küken getragen werden. Ihre Signale werden aufgefangen, solange sich die Vögel in einem Radius von 15 Kilometern um die Empfangsstation herum aufhalten.

Auf seinem Computer konnte Smith schon einige Knutts beobachten, die den mehr als 3000 Kilometer langen Flug von der Delaware Bay zur Arktis an der US-Küste in nur drei Tagen zurückgelegt hatten. »Es machte 'ding, ding, ding', als sie an den Türmen vorbeiflogen«, erzählt er. Unter den Küstenvögeln gibt es einige mit den längsten bisher bekannten Zugwegen im Tierreich. Ein Knutt mit dem Fußring B95 beispielsweise reiste mehr als 20 Jahre lang von der südlichen Spitze Südamerikas zur Arktis und wieder zurück.

Die Nanosender, die Smiths Gruppe in der Arktis einsetzt, helfen beim Schließen der Datenlücken über die gewaltigen Wanderungen. So entdeckte Smiths Team im Jahr 2014 auch, wie Knutts an einem bis dahin unbekannten Ort an der Küste der Hudson Bay zur Nahrungsaufnahme Rast machten. Nanosender sind zudem an den Brutplätzen wertvolle Informationsquellen. Die Forscher können überwachen, wie viel Zeit die erwachsenen Tiere auf ihren Nestern verbringen und welche Wege die Küken bei der Suche nach Insekten zurücklegen – zumindest zwei der vielen Variablen, die von den Gänsen beeinflusst werden. Nistende Watvögel fliegen auf, um ihre Nester vor grasenden Gänsen zu verteidigen, und lassen ihre Eier und Küken schutzlos gegenüber Füchsen und Raubvögeln zurück.

Problemgänse machen den Watvögeln zu schaffen

Dieses Jahr wurden die meisten Eier der Küstenvögel im East-Bay-Forschungsgebiet von Räubern gestohlen – nur aus 20 der 296 Eier schlüpften tatsächlich Küken. Auf Coats Island dagegen, wo es keine Schneegänse gibt, wurde mehr als die Hälfte der Eier ausgebrütet. Laut Smith ist die Fortpflanzungsrate der Küstenvögel auf Southampton Island so stark gesunken, dass die Population sich hier womöglich nicht länger selbst erhalten kann.

Die Forschung hat inzwischen auch neue Daten zur Explosion der Gänsepopulationen in Nordamerika gesammelt. Die Tiere überwinterten ursprünglich in den küstennahen Sumpfgebieten von Louisiana und Texas; mittlerweile verbringen sie diese Zeit aber meist auf Feldern im südlichen und mittleren Westen der Vereinigten Staaten und ernähren sich dort von den übrig gebliebenen Feldfrüchten. Im Frühjahr fliegen die Gänse dann zum Brüten in die Arktis. Für den Populationsbiologen und Ökologen Robert Rockwell vom American Museum of Natural History in New York City ist es unglaublich, wie die Gänsepopulation von 1,5 Millionen Tieren in den 1960er Jahren auf geschätzte 20 Millionen heutzutage angewachsen ist. Er betreut ein schon über Jahrzehnte laufendes Beobachtungsprojekt in der La Pérouse Bay an der Küste der Hudson Bay und konnte mit seinem Team erstmals zeigen, wie Gänse saftiges grünes Gras- und Marschland zerstören und es für andere Pflanzen- und Tierarten nicht nutzbar zurücklassen. Auch für andere Orte wurden die langfristigen Schäden durch die Gänse belegt, welche die Artenvielfalt von Pflanzen, Insekten und Vögeln reduziert.

Kampf ums Überleben

Brad Andres koordiniert den Watvogelschutzplan für den US Fish and Wildlife Service in Falls Church in Virginia. Er möchte unbedingt verstehen, wie die verschiedenen Gefahren und Störungen das Überleben der Tiere beeinflussen, seien es die Schneegänse in Kanadas Arktis, die Insektenmengen in Alaska und Russland oder die Zerstörung der Futtergründe und Nahrungsstopps der ziehenden Vögel, verursacht durch die Erschließung der Küstenregionen in den Tropen und den mittleren Breitengraden. Forscher erstellen Modelle, um die größten Gefahren zu erklären, und hoffen, hiermit bessere Schutzpläne entwickeln zu können. »Aber dazu benötigen wir unglaublich viele Daten. Ohne geeignete Informationsquellen ist das sehr schwierig«, erklärt Andres.

Van Gils interessieren auch die Mechanismen, die den Rückgang der Populationen vorantreiben. Angesichts der starken Erwärmung in der Arktis sieht er in Zukunft sogar noch Schlimmeres kommen. »Für Knutts gibt es keinen Ausweg, sie sind bereits am nördlichsten Rand der Welt«, meint er. So befürchtet er, dass viele Unterarten des Knutts in den nächsten 50 Jahren wegen der steigenden Temperaturen und der aus dem Takt geratenen Nahrungsquellen aussterben könnten.

Noch verbringen die Watvögel den Winter in den sonnigen, südlichen Gefilden und haben sich an Stränden und Sumpfgebieten niedergelassen, die sie sich oft mit Touristen, Krabbenfischern und Jägern teilen. Rausch und Smith haben ihre wasserfesten Hosen an den Nagel gehängt und sitzen wieder an ihren Schreibtischen. Sie entwickeln Pläne für die Camps und Flüge, um im Sommer die Küstenvögel erneut beobachten zu können.

Sie wollen unbedingt ein Suchteam für Nester nach Prince Charles Island in die nordwestliche Hudson Bay schicken, wo es bei der letzten Beobachtung in den 1990er Jahren noch viele Watvögel gab. Rausch und Smith sind vorab schon einmal dorthin geflogen, um geeignete Standorte für ein Forschungscamp im späten Juli ausfindig zu machen. Doch dabei entdeckten sie eine Spezies, die sie gehofft hatten nicht zu finden: »Die Insel war bereits voll von brütenden Gänsen«, sagt Smith.

Dieser Beitrag erschien am 4. Januar 2017 unter dem Titel »What's killing the world's shorebirds?« in »Nature«.