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Urvogel Archaeopteryx - Zu schön zum Fliegen

03.07.2014

Paläontologen der LMU untersuchen detailliert das bislang besterhaltene Federkleid eines Archaeopteryx. Ihre Ergebnisse zeigen, wie und wofür Federn entstanden sind, und verraten Entscheidendes über die Entwicklung der Flugfähigkeit.

Archaeopteryx sorgt 150 Millionen Jahre nach seinem Erdendasein für Überraschung. Das elfte bekannte Fossil des Urvogels hat das bislang besterhaltene Federkleid, was detaillierte Vergleiche mit anderen Tieren erlaubt.


Lebendrekonstruktion des Urvogel Archaeopteryx im Flug (Modell von R. Liebreich; Copyright Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie)

Es wird unter der Leitung von Dr. Oliver Rauhut untersucht, Paläontologe am Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU sowie an der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie in München. Über die erste Auswertung des Federkleids berichten die beteiligten Wissenschaftler aktuell in der Fachzeitschrift Nature.

Ihre Ergebnisse sind ein entscheidender Beitrag zur Debatte um die Evolution der Federn und des Vogelflugs. Sie zeigen, dass die Entwicklung der Federn und Flugfähigkeit wesentlich komplexer war als bislang gedacht.

„Wir konnten zum ersten Mal die Details der Federn untersuchen, an Körper und Schwanz und vor allem auch an den Beinen“, sagt Oliver Rauhut. Bei dem Fossil sind die Federn größtenteils als Abdruck im Gestein enthalten.

„Der Vergleich mit anderen gefiederten Raubdinosauriern zeigt, dass das Federkleid bei diesen Tieren in den verschiedenen Körperregionen sehr unterschiedlich war. Das deutet darauf hin, dass die Federn nicht zum Fliegen, sondern in anderen funktionellen Zusammenhängen entstanden sind“, sagt Erstautor Dr. Christian Foth von der LMU und der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie in München.

Schmückendes Federkleid

Das Federkleid diente dem Archaeopteryx vermutlich zur Wärmeisolation. Außerdem nutzten die fortschrittlichen Raubdinosaurier und frühen Vögel beim schnellen Laufen ihre Armschwingen zum Halten der Balance, so wie dies heute beim Strauß zu beobachten ist. Und die Federn waren nützlich bei der Brut, aber auch als Tarnung oder Schmuck. Vor allem die Federn an Schwanz, Flügeln und Hinterbeinen hatten schmückende Funktion. Fliegen konnte der Urvogel vermutlich auch. „Interessanterweise waren die seitlichen Schwanzfedern von Archaeopteryx aerodynamisch geformt. Sie dürften daher auch eine wichtige Rolle bei der Flugfähigkeit gespielt haben“, sagt Foth.

Die Wissenschaftler haben das rekonstruierte Federkleid des Archaeopteryx-Fossils in eine Übersicht aller bislang bekannten Federformen bei Dinosauriern eingeordnet. Die Vielfalt der Federn ist beachtlich. Es gab Dinosaurier mit gefiederten Beinen, manche hatten lange Federn bis zu den Zehen, andere daunenartiges Gefieder. „Wären Federn primär für das Flugvermögen entstanden, dann hätte das die Variation aus funktionalen Gründen vermutlich eingeschränkt. So sehen wir in den Flügeln früherer Vögel weniger Variation als in den Hinterbeinen oder am Schwanz“, erklärt Foth.

Vielmehr fand die Entwicklung genau umgekehrt statt: Waren die Federn erst mal da, wurden sie später zum Fliegen genutzt. „Es kann gut sein, dass das Flugvermögen innerhalb der Raubdinosaurier mehr als einmal entstanden ist“, sagt Rauhut. „Da die Federn bereits vorhanden waren, konnten die Raubsaurier und ihre Nachfahren, die Vögel, bei der Entwicklung des Flugvermögens auf diese Strukturen in unterschiedlicher Form zurückgreifen“. Die Ergebnisse der Forscher widersprechen zudem der Theorie, dass sich der Vogelflug aus einem vierflügeligen Gleitflug entwickelt hat.

Nationales Kulturgut

Archaeopteryx ist der älteste bekannte Vogel. Er gilt als Übergangsform zwischen Reptilien und Vögeln und belegt, dass die heutigen Vögel direkte Nachfahren von Raubdinosauriern und somit selber Dinosaurier sind. In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche gefiederte Dinosaurier in China gefunden, die nun helfen, Archaeopteryx in seinen evolutiven Kontext zu stellen. Wann und wie oft sich Federn und Flugvermögen entwickelten, ist umstritten.

Das elfte bekannte Fossil des Archaeopteryx ist noch in Privatbesitz. Es kommt wie alle bislang bekannten Fossilien des Urvogels aus dem Altmühltal in Bayern, das damals in den nördlichen Tropen lag und von einem flachen Meer bedeckt war. Das Fossil ist in Kalkstein eingebettet. „Der Sammler war nicht nur bereit, das Stück der Wissenschaft zu überlassen. Er ließ es auch in das Register nationalen Kulturguts eintragen, um sicherzustellen, dass es der Wissenschaft erhalten bleibt. Das zeigt beispielhaft die gute Zusammenarbeit zwischen Privatsammlern und Wissenschaftlern in der Paläontologie“, sagt Rauhut. Finanzielle Unterstützung bei der Analyse des Fossils erhielten die Wissenschaftler von der Volkswagen-Stiftung.

Bildmaterial unter
ftp://ftp.lrz-muenchen.de/transfer/Bilder/Archaeopteryx

Kontakt:
Dr. Oliver Rauhut
Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 6645
E-Mail: o.rauhut@lrz.uni-muenchen.de

Dr. Christian Foth
Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 6613
E-Mail: c.foth@lrz.uni-muenchen.de

Publikation:
Christian Foth, Helmut Tischlinger & Oliver W. M. Rauhut:
New specimen of Archaeopteryx provides insights into the evolution of pennaceous feathers
In: Nature, 03 July 2014
http://www.nature.com/nature/journal/v511/n7507/full/nature13467.html

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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