Seine Name heißt wörtlich übersetzt "alte Feder", und nichts charakterisiert den Archaeopteryx besser: Er lebte schließlich schon vor 145 Millionen Jahren und gilt als der Urvogel schlechthin – das Bindeglied zwischen dem heutigen Federvieh und den Dinosauriern. Doch obwohl die Art wohl schon vollständig gefiedert war, konnte sie wahrscheinlich nur schlecht fliegen: Ihre Federn waren für das aktive Flattern schlicht zu schwach.

Archaeopteryx
© Todd Marshall
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Eine künstlerische Darstellung des Urvogels Archaeopteryx: Obwohl das Tier bereits gut befiedert war, konnte es wohl nur gleiten, aber nicht aktiv flattern.
Selbst seine 25 Millionen Jahre jüngeren Verwandten der Confuciusornis – eine urtümliche Vogelgattung aus China – waren dazu wohl noch nicht in der Lage, zweifeln Robert Nudds von der University of Manchester und Gareth Dyke vom University College Dublin an der Flugfähigkeit der ersten Vögel [1]. Auch wenn zahlreiche versteinerte Confuciusornis beispielsweise noch Primärfedern erkennenlassen, die fundamental für den Vogelflug sind und bis zu 50 Prozent der gesamten Flügelspannweite ausmachen. Dieser Federtyp muss sehr stabil sein, damit er selbst dann nicht bricht, wenn er stark belastet wird – etwa beim Beschleunigen oder bei extremen Flugmanövern.

Verglichen mit heutigen Arten wuchsen nach der Studie der beiden Paläontologen sowohl dem etwa taubengroßen Archaeopteryx als auch Confuciusornis ausreichend lange Primärfedern. Ihre Schäfte, mit denen die Federn im Gewebe stecken, waren jedoch deutlich zu dünn und damit zu schwach, um hohen Kräften zu widerstehen: Aktives Fliegen war damit für beide Gruppen ausgeschlossen – es sei denn, ihre Federkiele bestanden aus massivem Keratin und waren nicht hohl, wie dies bei modernen Vögeln der Fall ist. Diese fundamentale, strukturelle Fortentwicklung erscheint den Forschern jedoch eher unwahrscheinlich. Sie vermuten vielmehr, dass sich die Schäfte in späteren Evolutionslinien verdickt haben. Immerhin konnten Archaeopteryx und Confuciusornis mit ihrem Federkleid aber wohl schon gleiten und damit kurze Strecken durch die Lüfte zurücklegen.

Confuciusornis sanctus
© Science/AAAS
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25 Millionen Jahre nach Archaeopteryx lebte Confuciusornis sanctus auf dem Gebiet des heutigen Chinas. Wie neue Untersuchungen enthüllten, war aber auch dieser Vogel kein guter Flieger: Seine Federschäfte waren dafür zu schwach ausgelegt.
Was von den fossilen Federn des Solnhofener Urvogels noch übrig ist, haben Uwe Bergmann vom Stanford Linear Accelerator Center in Menlo Park und seine Kollegen untersucht – und dabei womöglich bahnbrechende neue Erkenntnisse über Archaeopteryx' Rolle als Bindeglied zwischen Dinosauriern und Vögeln gewonnen [2]: Mit Hilfe von Röntgenstrahlung regten sie Spurenelemente in der Versteinerung zum Leuchten an, so dass die Substanzen fluoreszierten. Je nach ausgestrahltem Licht kann man dann auf das grundlegende chemische Element zurückschließen.

Der Schädel und andere Knochen leuchteten dabei wegen des darin enthaltenen Zinks grün auf, während sich das Kalkgestein durch das Kalzium deutlich rot färbt. Phosphor- und Schwefelspuren verraten schließlich etwas über den Aufbau der Federn: Die beiden Elemente sind für deren Wachstum von essenzieller Bedeutung – und ihre Fluoreszenzspuren zeigen die Position der Federn im Fossil an, wo Forscher sich bislang auf Abdrücke im Gestein verlassen mussten. Nachträgliche Verschmutzungen schließt Bergmanns Team aus, da die Substanzen eng umgrenzt auftreten und nicht im benachbarten Gestein.

Archaeopteryx
© W. I. Sellers
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Dieses Falschfarbenbild wurde mit Hilfe von Röntgenstrahlung in einem Synchrotron aufgenommen: Die Knochen des Urvogels sind zinkreich und erscheinen daher grün, während das kalziumhaltige Gestein rot ist, in Blau bilden sich wiederum Bestandteile mit Mangan ab.
"Wir reden immer über das physische Bindeglied zwischen Vögeln und Dinosauriern, jetzt haben wir das chemische Bindeglied gefunden", erklärt Roy Wogelius von der Universität von Manchester, Koautor der Studie. Die chemische Landkarte des so genannten Thermopolis-Exemplars – es ist der jüngste Fund eines Archaeopteryx und stammt aus dem Jahr 2005 – weise enge Übereinstimmungen mit jener der modernen Vögel auf, so der Wissenschaftler. Insgesamt sechs Elemente konnten er und seine Kollegen mit ihrem Synchrotron nachweisen. Nun hoffen sie, dass ihr Analyseverfahren die Paläontologie revolutioniert: Schließlich ermöglicht es völlig neue Einblicke in die Welt von Urzeitlebewesen. (dl)