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Paläontologie: Orientierungslos

Ein ausgeklügeltes Echoortungssystem erlaubt heutigen Fledermäusen ihre nächtliche Luftakrobatik. Doch wie sah es bei ihren Vorfahren aus: Lernten sie zuerst das Fliegen oder die Navigation? Das evolutionsbiologische Henne-Ei-Problem scheint jetzt gelöst.
<i>Onychonycteris finneyi</i>
"Es ist unzweifelhaft, dass die Fledermaus vorbeifliegende Kerbtiere schon in ziemlicher Entfernung hört und durch ihr scharfes Gehör wesentlich in ihrem Fluge geleitet wird."

Alfred Brehm lag mit seiner Vermutung richtig. Schließlich hatte bereits 1793 der italienische Philosoph und Naturforscher Lazzaro Spallanzani erkannt, dass Fledermäuse ihr Gehör zur Orientierung einsetzen. Das Betriebsgeheimnis der nächtlichen Flieger zu lüften, gelang allerdings erst 1938 dem amerikanischen Zoologe Donald Griffin: Die zur Ordnung der Flattertiere zählenden Säuger gleiten keineswegs lautlos durch die Finsternis, sondern erzeugen fortwährend kurze Ultraschalltöne. Wie beim technischen Echolot lässt sich aus der Laufzeit des zurückgeworfenen Schalls die Entfernung zu einem Hindernis abschätzen. Gerät etwa ein für Fledermäuse schmackhafter Nachtfalter in diesen Echolotstrahl, stehen seine Chancen schlecht, den nächsten Morgen zu erleben.

Echoorientierung
Echoorientierung | Während des Fluges senden Fledermäuse regelmäßig Ultraschall-Orientierungslaute aus. Sobald ein Insekt oder ein Hindernis in den Schallpegel gerät und Echolaute reflektiert werden, erhöhen die Tiere die Zahl ihrer Peillaute, um die Beute genau orten zu können.
Somit gehört beides – der Nachtflug und die Echoorientierung – untrennbar zur Fledermaus. Damit ergibt sich jedoch ein klassisches Henne-Ei-Problem, über das sich schon etliche Evolutionsbiologen den Kopf zerbrochen haben: Entwickelten die Vorfahren der Fledermäuse zuerst ihr ausgeklügeltes Navigationssystem, bevor sie sich in die Lüfte erhoben, oder begannen sie ihre nächtlichen Flugkünste zunächst orientierungslos ohne Ultraschall?

Lange Zeit galt unter Forschern die Devise: Echoortung zuerst. Demnach könnten fledermausartige, aber flugtechnisch eher unbegabte Wesen auf Bäume geklettert sein, um vom erhöhten Standort Insekten per Ultraschall zu erspähen. Die lokalisierte Beute ließ sich dann durch einen mutigen Sprung, der in einem mehr oder weniger eleganten Gleitflug mündet, zielsicher erhaschen.

<i>Hassianycteris</i>
Hassianycteris | Röntgenaufnahmen der fossilen Fledermaus Hassianycteris aus der Grube Messel zeigen, dass die Tiere bereits über leistungsfähige Innenohrschnecken verfügten, mit denen sie Ultraschall wahrnehmen konnten.
Hinweise hierfür liefern einerseits heutige Spitzmausarten, von denen manche über ein rudimentäres Ultraschallsystem verfügen. Andererseits deuten die gut entwickelten Innenohrschnecken bei den bislang ältesten Fledermausfossilien, die beispielsweise in der Grube Messel gefunden worden sind, auf ein funktionierendes Echolot hin. Dagegen fehlt etlichen dieser Fossilien an den Füßen ein typischer Sporn, mit dem heutige Fledermäuse ihre Flughaut zwischen Schwanz und Hinterläufen aufspannen.

Auch die Gattung Icaronycteris, die während des Eozäns in der Green-River-Formation im heutigen US-Bundesstaat Wyoming heimisch war und bislang den Rekord der ältesten Fledermaus hält, orientierte sich vermutlich bereits per Ultraschall.
"Wir wussten sofort, dass es etwas Besonderes ist"
(Nancy Simmons)
Doch ein jetzt neu beschriebenes Fossil, das 2003 an der gleichen Fundstätte auftauchte, könnte die Echoortung-zuerst-Hypothese erschüttern.

<i>Onychonycteris finneyi</i>
Onychonycteris finneyi | Die etwa 50 Millionen Jahre alte Fledermaus Onychonycteris finneyi verfügte vermutlich noch nicht über eine Echoorientierung per Ultraschall.
"Als wir es zum ersten Mal sahen, wussten wir, dass es etwas Besonderes ist", beschreibt Nancy Simmons vom Amerikanischen Museum für Naturgeschichte in New York den Fund. Das 52,5 Millionen Jahre alte Fossil unterscheidet sich nach Ansicht der Paläontologen – zu denen auch Jörg Habersetzer vom Senckenberg-Institut in Frankfurt gehört – derart von bisher bekannten Fledermausarten, dass es eine neuen Familie begründet: "Onychonycteris finneyi" – zu Deutsch etwa "Krallenfledermaus" – tauften die Forscher das Wesen, wobei sie einerseits die kräftigen Klauen an allen fünf Fingern des Flattertiers, andererseits seine Finderin Bonnie Finney würdigen.

Sporn von <i>Onychonycteris finneyi</i>
Sporn von Onychonycteris finneyi | Onychonycteris finneyi besaß wie heutige Fledermäuse an den hinteren Füßen einen langen Sporn, mit dem die Flughaut zwischen Schwanz und Hinterbeinen aufgespannt werden konnte.
Das Fossil zeichnet sich nicht nur durch die ungewöhnlichen Krallen aus, die es wohl zu einem behänden Kletterer machte. Es besitzt auch – ganz nach heutiger Fledermausmanier – an den Hinterbeinen jeweils einen knorpeligen Sporn. Weitere Skelettmerkmale deuten ebenfalls darauf hin, dass Onychonycteris bereits ein leidlich begabter Flieger gewesen sein muss.

Spannender ist jedoch, was dem Urzeitflatterer offensichtlich noch fehlte: eine funktionierende Echoortung. Seine kleine Gehörschnecke war wohl kaum in der Lage, feine Ultraschalllaute zu lokalisieren.

Damit scheinen sich Fledermäuse tatsächlich erst als Flieger bewährt zu haben, bevor sie ihre Jagdkünste per Echolot verfeinerten.
"Diese Fledermäuse waren Pendler"
(Gregg Gunnell)
"Wir wissen nicht, was die Initialzündung für den Weg in die Luft war", meint der beteiligte Paläontologe Gregg Gunnell von der Universität von Michigan in Ann Arbor. "Ich vermute, dass diese Fledermäuse zuerst als Pendler lebten: Mit ihrer entwickelten Flugfähigkeit konnten sie zu verschiedenen Futterplätzen gelangen, um dann zu ihren Nistplätzen zurückzukehren."

Unklar bleibt auch, ob Onychonycteris seine Jagdausflüge wie heutige Fledermäuse nachts oder bei Tageslicht unternahm. Ohne Ultraschallortung müsste das Tier über große, leistungsfähige Augen verfügt haben, um bei Dunkelheit nicht völlig orientierungslos umherzuirren. Doch das Fossil kann diese Frage nicht mehr beantworten: Der obere Schädel mit den Augenhöhlen ist zerstört.
14.02.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14.02.2008

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