Paläontologie : Das Rätsel um die Daunen-Dinosaurier

Wann entstanden gefiederte Saurier? Neue Untersuchungen zeigen, dass gefiedertes Fliegen viel älter sein könnte als gedacht.

Federn? Nicht so leicht, das bei 160 Millionen Jahre alten Fossilien sicher zu sagen.
Federn? Nicht so leicht, das bei 160 Millionen Jahre alten Fossilien sicher zu sagen.Abbildung: Yuan Zhang/Nature Ecology & Evolution

Federn entstanden im Verlauf der Evolution womöglich früher als bislang angenommen. Dies berichtet ein internationales Forscherteam nach einer detaillierten Untersuchung von zwei gut erhaltenen Flugsauriern aus China im Fachmagazin «Nature Ecology & Evolution». Sie stellten fest, dass der Körper der Flugsaurier mit Anhängen bedeckt ist, die Federn in Form und Aufbau stark ähneln. Vermutlich dienten sie unter anderem der Wärmeregulierung und der Wahrnehmung und verbesserten die Aerodynamik der Flugsaurier.

Erste flugfähige Wirbeltiere

Flugsaurier, wissenschaftlich Pterosaurier genannt, waren die ersten Wirbeltiere, die dank ihrer Flughäute aktiv fliegen konnten. Sie sind allerdings keine Vorfahren der modernen Vögel, die sich nach Ansicht der meisten Experten aus theropoden - also sich zweibeinig fortbewegenden - Dinosauriern entwickelten. Auf einigen Fossilien von Flugsauriern hatten Forscher bereits fadenförmige, haar- oder federähnliche Strukturen gefunden, sogenannte Pycnofasern. Wie sie entstanden und vor allem, wie sie zu interpretieren sind, ist derzeit strittig. Viele Experten gehen davon aus, dass diese Urtiere zwar teils eine fellähnliche Behaarung hatten, aber keine Federn.

Die Forscher um Zixiao Yang von der Nanjing University (Nanjing/China) untersuchten nun zwei Flugsaurier, die vor 165 bis vor 160 Millionen Jahren im heutigen China gelebt hatten. Auf dem Körper der Tiere fanden die Wissenschaftler bei hochauflösenden mikroskopischen Untersuchungen vier verschiedene Arten von Pycnofasern. Eine Variante bestand aus geraden, unverzweigten Strukturen, die Haaren ähneln. Andere waren am Ende oder - wie Daunenfedern - über die gesamte Länge hinweg verzweigt. Solche Federvarianten seien auch von den zeitgleich lebenden Dinosauriern bekannt. Die Pycnofasern der Flugsaurier seien mithin ebenfalls Federn, schreiben die Forscher.

Dies bestätigten demnach auch Computeranalysen der Evolutionsgeschichte. «Trotz sorgfältiger Suche konnten wir keinen anatomischen Beweis dafür finden, dass die vier Pycnofasern sich in irgendeiner Weise von den Federn der Vögeln oder Dinosaurier unterscheiden», fasst Studienleiter Mike Benton von der University of Bristol (Bristol/Großbritannien) zusammen.

Feder als Ursprungsmerkmal - oder mehrfache Entwicklung?

Auch der chemische Aufbau der Filamente weise Feder-typische Merkmale auf. Die Forscher entdeckten Zellstrukturen, so genannte Melanosomen, die Farbpigmente enthalten. Dies könne den flauschigen Federn eine rötliche Farbe verliehen haben. Zusammengenommen lege ihre Studie nahe, dass Federn bereits früher, bei den gemeinsamen Vorfahren von Dinosauriern und Flugsauriern entstanden sind. Alternativ könnten sie sich in beiden Linien unabhängig voneinander entwickelt haben.

Die Federvarianten waren in verschiedenen Körperregionen unterschiedlich stark vertreten und haben vermutlich jeweils andere Funktionen gehabt, schreiben die Wissenschaftler. An Körper und Flügeln vorkommende Varianten könnten die Zugkräfte abgemildert und so die Stromlinienförmigkeit der Tiere beim Fliegen verbessert haben, ähnlich wie bei heutigen Fledermäusen. Diejenigen Federvarianten, die in hoher Zahl vor allem um Nacken, Schultern, an den Hinterbeinen und am Schwanz zu finden waren, unterstützen womöglich wie ein Unterfell die Regulation der Körpertemperatur.

Warten auf das bessere Mikroskop

Die große Frage sei, ob die untersuchten Filamente tatsächlich verzweigt sind, schreibt Liliana D`Alba von der University of Ghent (Belgien) in einem Kommentar zu der Studie. Die Verzweigung sei das wesentlichste Unterscheidungsmerkmal von Federn zu anderen Bildungen der Haut. Obwohl die Fossilien überdurchschnittlich gut erhalten seien, bleibe die Interpretation der Filamente immer ein Stück weit subjektiv. Um diese Frage zu klären, dürften in naher Zukunft bessere Methoden zur Verfügung stehen, etwa spezielle Rasterelektronenmikroskope. (dpa)

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