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Paläontologie: Früher Federschmuck

Im Laufe der Evolution gingen aus flugunfähigen Reptilien die Herrscher der Lüfte hervor, deren Bauplan optimal an die fliegende Lebensweise angepasst ist. Das Federkleid von versteinerten Vögeln gibt nun interessante Einzelheiten der frühen Ausstattung preis.
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Vor rund 150 Millionen Jahren betrat ein sonderbares Tier die Weltbühne, dessen Fossilien aus dem Kalkstein im bayrischen Solnhofen Aufsehen erregten. Sein Name: Archaeopteryx. Seine besonderen Kennzeichen: Vorderextremitäten mit Krallen, ein mit Zähnen bestückter Schnabel, ein langer Schwanz mit vielen Wirbeln – und tragflächenartige Flügel mit Federn. Doch dieser urtümliche Vogel war ein schlechter Flieger, wie aus seinem Skelettbau zu schließen ist. Die Angehörigen der so genannten Enantiornithines – einer ausgestorbenen Gruppe von Vögeln – waren schon wesentlich fortgeschrittenere Flugkünstler und vermochten sich gewiss länger hoch oben am Himmel zu halten als alle bekannten gefiederten Dinosaurier.

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"Frühreife" Vogeljunge | Auffällig an dem entdeckten Vogeljungen aus der frühen Kreidezeit sind sein großer Schädel mit bezahnten Kiefern, sein gehärtetes Skelett und seine gut entwickelten Federn – all diese Merkmale deuten auf einen "frühreifen" Organismus beim Schlüpfen hin, der sich bereits selbstständig bewegen und ernähren konnte.
Fucheng Zhang und Zhonghe Zhou von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking beschreiben nun die Überreste eines weiteren, noch namenlosen Vertreters der Enantiornithines aus der frühen Kreidezeit [1]. Das zwischen 145 und 124 Millionen Jahre alte Fundstück bargen sie im Nordosten Chinas in der Provinz Liaoning, deren Yixian-Formation für ihre außergewöhnlich gut erhaltenen Vögel und Dinosaurier mit Federkleid berühmt ist.

Im Gegensatz zu den modernen Vögeln schmückten relativ lange, gebogene Federn das obere Bein, den Tibiotarsus, der neu entdeckten Kreatur. Größtenteils waren diese entlang der Außenseite des Knochens befestigt. Ihre charakteristische Krümmung deutet darauf hin, dass ihnen womöglich eine restliche aerodynamische Funktion innewohnte. Auch der kleine Dinosaurier Microraptor nutzte lange Federn an all seinen vier Gliedmaßen, um von Baum zu Baum zu gleiten oder springen. Und trotz kontroverser Berichte verfügte vermutlich selbst Archaeopteryx über Beinfedern. Rätselhaft bleibt jedoch, ob ihnen eine aerodynamische Funktion zukam.

Die Schwanzfedern dieses frühen Lebewesens waren hingegen schwach, schmal und im Vergleich zu heutigen Vögeln relativ kurz. Vielleicht – so spekulieren die Forscher – sind sie das Ergebnis einer Mauser, oder sie repräsentieren ein primitives Merkmal. Bei modernen Vögeln tragen die Schwanzfedern zum Auftrieb während des Fluges bei. Über die Rolle dieser Federn von urtümlichen Vertretern in der Evolution des frühen Vogelfluges ist hingegen wenig bekannt, obwohl viele fossile Exemplare aus dem Mesozoikum entdeckt wurden.

Die Flugfähigkeit der frühen Vögel ist unbestritten, auch wenn sie wahrscheinlich nicht so stark ausgeprägt war wie bei den heute lebenden Verwandten. Die Beinfedern des neuen Vogels könnten dem schwach entwickelten Schwanz beim Manövrieren während des Fluges geholfen haben. Möglicherweise sind sie Überbleibsel von einst langen, aerodynamischen Beinfedern, mutmaßen die beiden Wissenschaftler. Zudem stützt dieses Kennzeichen die These, dass Vögel während der Evolution ein Vierflügel-Stadium durchlaufen haben, bevor der Schwanz seine derzeitige aerodynamische Gestalt entwickelt hat und die Beine von ihren "fliegerischen" Aufgaben befreite.

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Vogelembryo | Rekonstruktion eines ungefähr 121 Millionen Jahre alten Vogelembryos, der eingeschlossen in einem etwa 35 mal 20 Millimeter großen Oval entdeckt wurde
In der Provinz Liaoning machten Zhang und Zhou einen weiteren interessanten Fund [2]: Eingeschlossen in einem etwa 35 mal 20 Millimeter großen Oval entdeckten sie einen ungefähr 121 Millionen Jahre alten Vogelembryo, doch keinerlei Beweismaterial einer Eierschale. Wie die zusammengekrümmte Haltung des fossilen Tieres nahe legt, befand es sich im Endstadium seiner Entwicklung. Auffällig an dem Vogeljungen aus der frühen Kreidezeit sind sein großer Schädel mit bezahnten Kiefern, sein gehärtetes Skelett und seine gut entwickelten Federn – all diese Merkmale deuten auf einen "frühreifen" Organismus beim Schlüpfen hin, der sich bereits selbstständig bewegen und ernähren konnte.

Die großen und gekrümmten Nägel seiner Füße eigneten sich vermutlich gut, um Äste zu ergreifen – wahrscheinlich lebten die erwachsenen Tiere in Bäumen. Während die Embryonen heute existierender Vögel oben auf ihrem Schnabel einen Eizahn aufweisen, mit dem sie die umhüllende Schale von innen aufbrechen und den sie bald nach dem Schlüpfen verlieren, fand sich bei dem fossilen Vogeljungen kein solches Werkzeug. Offenbar handelt es sich bei dieser speziellen Struktur um eine neuere Errungenschaft, vermuten die Forscher.

Der konservierte Embryo spricht für die These, dass Nesthocker – Vogelarten mit nackten, hilflosen Jungen – erst später aus Spezies mit weiter entwickelten Küken hervorgegangen sind. Vermutlich zeigten auch die Nachkommen von Troodon und anderen Dinosauriern aus der späten Kreidezeit eine frühe Reife. Auf Grund der nahen Verwandtschaft der urzeitlichen Reptilien mit den Flugkünstlern könnte es sich bei der fortgeschrittenen Entwicklung der frühen Vögel, so folgern die Wissenschaftler, um ein Erbe der Saurierahnen handeln.
22.10.2004

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 22.10.2004

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