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Paläontologie: Ein schräger Vogel spitzt die Ohren

Er genießt in der Evolutionsbiologie Kultstatus - Archaeopteryx, der Urvogel aus dem Jura. Der prähistorische Flattermann hätte sich sicher gut mit dem australischen Emu verstanden, denn wahrscheinlich lagen beide auf der gleichen Hörfrequenz.
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Seit dem ersten Skelettfund Mitte des 19. Jahrhunderts blieb Archaeopteryx, die "alte Feder", immer ein deutsches Original: Alle bisher entdeckten zehn Exemplare stammen aus den Solnhofener Plattenkalken der Fränkischen Alb. Er ist stammesgeschichtlich der älteste bekannte Vogel und gilt als Paradebeispiel für ein Missing Link und die Abstammung der Piepmätze von kleinen Raubdinosauriern. Seinem ersten Entdecker mag Archaeopteryx tatsächlich wie ein schräger Vogel vorgekommen sein, denn die Optik des Tieres war alles andere als normal. Der glückliche Finder blickte auf ein sonderbar anmutendes Zwitterwesen, flach gedrückt und versteinert auf einer Kalkplatte, gefiedert und vogelähnlich, aber mit einem langen, knöchernen Schwanz und Zähnen im Maul wie ein Reptil.

Archaeopteryx
Archaeopteryx | Der Archaeopteryx gilt als Urvater aller Vögel – und sein Gehör ähnelte wohl ziemlich stark jenem des heute noch lebenden australischen Emus.
Trotz relativ vieler Fossilfunde konnte über das Verhalten des vor 150 Millionen Jahren mitten im großen Dinozeitalter lebenden Urvogels lediglich gemutmaßt werden. Insbesondere dessen Flugfähigkeit war immer wieder Thema heißer Diskussionen. Die Streithähne der einen Seite stellten sich den Urvogel eher als Bruchpiloten vor, der allenfalls schwerfällig auf Bäume kletterte und von Wipfel zu Wipfel flatterte. Die andere Seite dagegen sprach von einem agilen Flugkünstler, der eher wie moderne Artgenossen elegant durch die Lüfte glitt.

Erst nach der Jahrtausendwende brachte die moderne Technik Licht ins Dunkel: Computergestützte Bildgebungsverfahren enthüllten im Schädel des Archaeopteryx eine relativ große Mittelhirnregion, die auf die hohen visuellen und motorischen Anforderungen hinweist, die das Fliegen ans Gehirn stellt. Auch das unter anderem für die Balance zuständige Innenohr war dem der heutigen Vögel sehr ähnlich – Archaeopteryx war deshalb sehr wahrscheinlich voll flugfähig.

Labyrinth im Innenohr
Labyrinth im Innenohr | Verschiedene Labyrinthe im inneren Ohr unterschiedlicher Reptilien und Vögel.
Das Innenohr des Urvogels interessierte nun auch Paul Barrett vom Natural History Museum in London, als er mit seinen Kollegen das berühmte "Londoner Exemplar" untersuchte, das vor fast 150 Jahren als Erstes dem Archaeopteryx zugeordnet wurde. Allerdings interessierte sich das Team weniger für die Flugfähigkeit des prähistorischen Vogels, sondern konzentrierte sich vielmehr auf dessen frühere Sinnesleistungen. Auf Basis computertomografischer Scans konnten sie ein dreidimensionales Modell der knöchernen Hörschnecke – der Cochlea – rekonstruieren, welche im lebenden Tier das für die Geräuschwahrnehmung nötige Nervengewebe enthält. Insgesamt untersuchten sie 59 heute lebende Vogel- und Reptilienarten, für die zudem verlässliche Daten zu Hörfähigkeit, natürlichem Lebensraum und Sozialstruktur zur Verfügung standen.

Digitalisierter Schädelabguss einer Schleiereule
Digitalisierter Schädelabguss einer Schleiereule | Digitalisierter Schädelabguss einer Schleiereule: Vergleiche moderner Vogelschädel mit jenen von Reptilien und fossilen Vögeln zeigten, dass bereits Archaeopteryx und andere "Ur"vögel ein ähnliches, wenngleich schwächeres Hörvermögen als heutige Tiere besaßen.
Bei einem Vergleich der jeweiligen räumlichen Struktur der Cochlea mit den Informationen zur Hörfähigkeit fanden die Wissenschaftler einen engen Zusammenhang zwischen der Gesamtlänge des Hörschneckenkanals und dem Frequenzbereich des besten Hörens: Dieser war umso breiter, je länger der Cochleakanal war. Der Hörbereich von Reptilien ist eher schmal und umfasst zum Beispiel bei Schildkröte und Alligator ein Frequenzspektrum von etwa 500 Hertz. Entwicklungsgeschichtlich eher ursprüngliche Vögel wie der australische Emu zeigen mittlere Spektren von etwa 3000 Hertz, während topmoderne Flattermänner wie die Schleiereule Bandbreiten bis zu 9000 Hertz abdecken.

Die deutliche Korrelation von Länge des Hörschneckenkanals und Hörspektrum erlaubte es den Forschern nun, auch Archaeopteryx in diese Gruppe der 59 einzuordnen. Demnach hatte der Urvogel ein ähnliches Hörspektrum wie der Emu und nahm wie der Laufvogel aus Down Under am besten Töne mit einer Frequenz von 2000 Hertz wahr. Archaeopteryx flog also aller Wahrscheinlichkeit nach nicht nur, sondern hörte auch wie ein Vogel, hielt aber wohl nicht mit den feinen Sinneszellen der heute lebenden Spitzenmodelle mit.

Überraschenderweise scheint die Länge der Hörschnecke auch mit der durchschnittlichen Gruppengröße zu korrelieren, in der eine Tierart bevorzugt lebt. Da ein breiteres Hörspektrum eine vielseitigere Kommunikation ermöglicht, könnte ein sehr langer Cochleakanal ein Hinweis für eine komplexe Sozialstruktur und große Populationen sein. Demnach wäre Archaeopteryx eher ein Einzelgänger gewesen, der wie der Emu lieber allein oder maximal als Pärchen für sein persönliches Auskommen sorgte.

Die Struktur des Innenohrs könnte zudem nicht nur einiges über die Lebensweise des schrägen Vogels verraten, sondern auch anderen prähistorischen Wesen wie Tyrannosaurus rex, Velociraptor und Co wieder etwas Leben einhauchen. In Zukunft möchte das Team um Paul Barrett deshalb sein Datenset um möglichst viele lebende und ausgestorbene Tiere erweitern – und noch stärker in die Vergangenheit lauschen.
3. Woche 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 3. Woche 2009

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