Archaeopteryx: Einfacher Gleiter statt behänder Flieger

Vor rund 150 Millionen Jahren glitt Archaeopteryx durch die Luft. Besonders behände war er dabei aber nicht: Vermutlich musste der Urvogel seine Flüge aus Baumkronen starten und stürzte unweigerlich Richtung Boden. Heutige Vogelflügel sind deutlich ausgereifter.

Xiaotingia Zhengi, naher Verwandter des Archaeopteryx: Experimentelle Flügel Zur Großansicht
AFP/ Nature/ Xing Xu

Xiaotingia Zhengi, naher Verwandter des Archaeopteryx: Experimentelle Flügel

London - Der Urvogel Archaeopteryx konnte zwar schon fliegen - an den Flügeln hat die Evolution seitdem allerdings noch eine Menge korrigiert. Anders als bisher angenommen, unterscheiden sich Form und Struktur der Urvogel-Flügel deutlich von den ausgereiften Flügeln heutiger Vögel, hat ein internationales Forscherteam festgestellt. Die Wissenschaftler hatten die Fossilien mehrerer Urvögel und Dinosaurier genau analysiert.

Demnach fehlten dem Archaeopteryx, der ein Bindeglied zwischen Dinosauriern und Vögeln darstellt, und dem gefiederten Dinosaurier Anchiornis die säuberlich gestaffelten Deck- und Schwungfedern ihrer heutigen Nachfahren. Stattdessen lagen bei ihnen die noch sehr dünnen Federn in mehreren, fast gleichlangen Schichten übereinander, berichten die Forscher im Fachmagazin "Current Biology". Diese Struktur machte die frühen Flügel trotz der dünnen Federn tragfähig, erschwerte aber vermutlich Starts vom Boden und langsames Fliegen. Dies würde dafür sprechen, dass die ersten gefiederten Dinosaurier und Vögel zunächst von Bäumen aus durch die Luft glitten, bevor sie richtig fliegen lernten, vermuten die Wissenschaftler.

"Der Vogelflügel ist eine der bemerkenswertesten Erfindungen der Natur", schreiben Nicholas Longrich von der Yale University und seine Kollegen. Aus den Vorderbeinen der Dinosaurier habe die Evolution innerhalb einiger Millionen Jahre eine hocheffiziente gefiederte Tragfläche gebildet, die ihre Spanne, Form und Fläche in Sekundenschnelle an Flugmanöver anpassen könne. Bisher sei man davon ausgegangen, dass auch die frühen Vögel schon ähnliche Flügel besaßen wie die heutigen. Aber durch genaue Untersuchung der Fossilien ergebe sich jetzt ein anderes Bild.

Gespreizte Schwungfedern erleichtern langsamen Flug

Bei modernen Vögeln bilden die langen, stabilen Hand- und Armschwingen die Haupttragflächen. Nur an ihrer Basis werden sie von sehr viel kürzeren Deckfedern überdeckt. Diese gestaffelte Struktur ermöglicht ihnen, die Schwungfedern gezielt auseinander zu spreizen, um bei langsamen Flügen mehr Auftrieb zu erzeugen, wie die Forscher erklären. Zudem können die heutigen Vögel ihre Schwungfedern schräg stellen, sodass beim Aufwärtsschwingen der Flügel Lücken entstehen. Dadurch kann Luft hindurchfließen, und der Kraftaufwand - vor allem beim flatternden Langsamflug - reduziert sich.

Der vor rund 150 Millionen Jahren lebende Urvogel Archaeopteryx und sein um rund zehn Millionen Jahre älterer Verwandter, der gefiederte Dinosaurier Anchiornis huxleyi, beherrschten solche Flugmanöver noch nicht. Ihre Flügelstruktur habe dies ausgeschlossen, berichten die Forscher. An den Fossilien des Archaeopteryx lasse sich erkennen, dass dieser lange Deckfedern besaß, die die Schwungfedern fast vollständig überdeckten. "Anchiornis hatte zahllose einfache, bandartige Federn, die sich dicht überlappten - so etwas Ähnliches finden wir heute nur noch bei den Pinguinen", sagt Longrich. Die Flügel beider frühen Flieger seien damit weder zum Spreizen noch zum Schrägstellen der Schwungfedern geeignet.

Einen Vorteil hatte die primitive Schichtung der Federn jedoch: "Die Flügelstruktur von Archaeopteryx und Anchiornis erklärt, warum sie trotz ihrer dünnen, wenig tragfähigen Federn fliegen konnten", konstatieren die Forscher. Denn die in mehreren Schichten übereinander liegenden Federn stabilisierten sich gegenseitig und bildeten daher eine zwar dicke, aber stabile Tragfläche. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass Form und Strukturen der Hirnlappen des Archaeopteryx der Anordnung bei modernen Vögeln sehr nahe kommen, aber auch sein Skelett nicht für Langstreckenflüge geschaffen war.

irb/dapd

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