Vielleicht hilft uns dieser Madagaskar-Piepmatz endlich zu beweisen, daß Vögel fliegende Dinosaurier sind.” Catherine Forster wollte nur einen Scherz machen. Die amerikanische Paläontologin verbrachte wieder einmal das Wochenende im Anatomischen Labor der Staatsuniversität von New York in Stony Brook, um zusammen mit Kollegen endlich einen bislang liegengebliebenen, 27 Kilogramm schweren Gesteinsbrocken zu bearbeiten, den sie von ihrer letzten Expedition aus Madagaskar mitgebracht hatte. Als sie das Skelett des urzeitlichen Vogels aus der Sandsteinplatte freilegte, fiel ihr ein ungewöhnlich langer Fußknochen an der noch halb im Gestein eingebetteten zweiten Zehe auf. Eine halbe Stunde später war auch diese Zehe freigelegt. Verblüfft erkannte Catherine Forster, daß der rabengroße Urvogel aus Madagaskar tatsächlich am Hinterlauf eine Kralle wie ein Dinosaurier hatte.
Diese Sichelklaue hätte einem Velociraptor zur Ehre gereicht. Jenen agilen, auf den Hinterbeinen laufenden Raubsaurier hat Steven Spielberg in seinem Dino-Schocker “Jurassic Park” eindrucksvoll in Szene gesetzt. Immer mehr Paläontologen sind inzwischen der Ansicht, daß unter den Reptilien die auf zwei Beinen laufenden, fleischfressenden Dromaeosaurier, zu denen der Velociraptor gehört, die nächsten Verwandten der Vögel sind. Ihre bewegliche Fußklaue machte sie zu gefährlichen Jägern.
Was Catherine Forster an jenem Wochenende aus dem Gestein präparierte, war ein etwa 65 bis 70 Millionen Jahre alter Urvogel. Er stammt aus der Oberkreide Madagaskars – dem Abschnitt der Erdgeschichte, in dem es mit den Sauriern zu Ende ging und andere Lebensformen sich durchsetzten. Der auf den Namen Rahonavis ostromi getaufte Madagaskar-Urvogel sieht zwar aus wie ein Lehrbuchbeispiel für das lang vermißte Bindeglied der Evolution vom Saurier zum Vogel – das Dumme ist nur, daß er dafür eigentlich viel zu jung ist.
Der Madagaskar-Urvogel besitzt befiederte Flügel wie ein echter Vogel, hat aber auch einen langen, knöchernen Schwanz und eine Sichelklaue wie ein fleischfressender Dinosaurier. Er konnte vermutlich fliegen, war aber eigentlich ein Läufer. Was die überraschten Forscher indes vor ein Rätsel stellt, ist die Tatsache, daß Rahonavis rund 80 Millionen Jahre später als Archäopteryx lebte und dennoch einen der primitivsten Vogelahnen überhaupt verkörpert.
Archäopteryx und Rahonavis – obwohl der erste vor 150 Millionen Jahren im heutigen Bayern lebte, der zweite vor 70 Millionen Jahren auf Madagaskar, leiten die Experten aus ihren versteinerten Knochen verblüffende Ähnlichkeiten ab. Wieso wies der jüngere so viel später noch eindeutige Sauriermerkmale auf, wie die Sichelklaue, das typische Merkmal fleischfressender Laufjäger? Hat sich die Evolution wiederholt?
Während andere Vogelahnen schon 60 Millionen Jahre früher begonnen hatten, aktiv den Luftraum zu erobern, hat Rahonavis über Jahrmillionen primitive Dinosauriermerkmale bewahrt. Er war bereits damals ein “lebendes Fossil”, ein überholter Entwurf der Evolution.
Gerade deshalb aber ist Rahonavis ostromi für die Urvogel-Forscher so spannend. “Der Madagaskar-Vogel ist eine großartige Entdeckung”, schwärmt Dr. Peter Wellnhofer von der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Historische Geologie in München. “Dieses Fossil ist ein wichtiges Indiz dafür, daß Vögel tatsächlich von Dinosauriern abstammen.” Wirklich?
Bis Ende Juni dieses Jahres war der Fund auf Madagaskar der aktuelle Höhepunkt in der Jahrhundert-Diskussion um die Abstammung der Vögel. Geführt wird sie seit 1861, als der erste Archäopteryx in einem Steinbruch der Südlichen Frankenalb entdeckt wurde. Lange Zeit versuchte man, eine mehr oder weniger geradlinige Entwicklung von den Sauriern zu den Vögeln zu konstruieren. Neue Fossilienfunde aus Spanien, China und Argentinien zeigen aber, daß die Evolution keineswegs so einfach verlief. Einige Versuche früher Vögel, den Luftraum zu erobern, endeten in einer Sackgasse. In eine davon war vermutlich am Ende der Kreidezeit auch Rahonavis ostromi geraten.
Eine ähnliche Zwitterrolle zwischen Reptil und Vogel wie Rahonavis hatte die Fachwelt schon 1997 für ein rund 90 Millionen Jahre altes Fossil aus der Oberkreide von Patagonien postuliert. Die argentinischen Paläontologen Fernando Novas und Pablo Puerta vom Naturkundemuseum in Buenos Aires tauften ihren Fund, der aus kaum mehr als einer Handvoll Knochen bestand, auf den Namen Unenlagia comahuensis. “Unser Saurier schließt die anatomische Lücke zwischen den Dromäosauriern und Archäopteryx”, verkündeten Novas und Puerta. “Er verkörpert den Übergang zwischen Reptilien und Vögeln.”
Der Bau der Schultergelenke zeige, daß der “patagonische Halbvogel” seine Arme wie beim Flügelschlag bewegen konnte. Andere Merkmale des Körperbaus weisen aber darauf hin, daß Unenlagia auf dem Boden lebte. Bislang favorisieren viele Forscher die These, daß die ersten Vögel Gleitflieger waren, die von Bäumen zur Erde schwebten, statt sich aus dem Lauf heraus in die Luft zu schwingen, wie es Unenlagia hätte tun müssen. Und auch Unenlagia trägt den Makel einer späten Geburt: Mit seinen 90 Millionen Jahren ist er zwar 20 Millionen Jahre älter als Rahonavis, aber eben 60 Millionen Jahre jünger als Archäopteryx. Auch das patagonische Federtier scheint nicht mehr zu sein als ein überlebendes Fossil einer bereits damals längst vergangenen Zeit.
Der dritte aktuell diskutierte Kandidat als Bindeglied zwischen Reptil und Vogel in der Zeit nach Archäopteryx kommt aus China. In der Liaoning-Provinz hatte ein Bauer einen mehr als 120 Millionen Jahre alten eigenartig befiederten Saurier gefunden. Chinesische Paläontologen um Chen Peiji vom Geologischen Museum in Peking beschrieben diesen Federdino als Sinosauropteryx prima, als “den ersten gefiederten Saurier aus China”.
Das Skelett zeigt einen kleinen, etwa einen Meter großen Raubsaurier, der sich statt der reptilienüblichen Schuppen eine Art Federkleid zugelegt hat. Aufgrund feinster Abdrücke im versteinerten Sediment eines einstigen Sees entdeckten die Forscher einen Saum aus teilweise verzweigten Filamenten. Diese 40 Zentimeter langen, faserigen Strukturen bedecken Rücken, Schwanz und Kopf des Fossils. “Als ich diesen Filamentsaum zum ersten Mal in der Gesteinsplatte sah”, schildert Philip Currie seine Gefühle, “stellten sich mir die Nakkenhaare auf”.
Wie seine chinesischen Kollegen ist der Paläontologe Philip Currie vom Royal Tyrell Museum in Kanada sicher, daß es sich bei den Filamenten um Vorläufer der späteren Daunenfedern moderner Vögel handelt. Aber während der befiederte Dino aus China sogar die Titelseite der New York Times zierte und als der zu Stein gewordene Beweis für die Abstammung der Vögel von den Dinosauriern gefeiert wurde, widerspricht etwa Larry Martin, Paläontologe an der Universität in Kansas: “Unsinn”, meint er, die Strukturen seien lediglich unter der Haut liegende Bindegewebsfasern. “Mit Vogelfedern haben die Filamente von Sinosauropteryx nichts zu tun.”
Die Vogelahnen-Forscher aus China spekulieren unterdessen, daß die Federn bereits bei Reptilien des Erdmittelalters zur aktiven Wärmeregulation gedient haben könnten, ähnlich wie die Daunenfedern moderner Vögel. Folglich, so ihre These, dürften diese Dinosaurier – anders als heute lebende Reptilien, aber ebenso wie Vögel und Säuger – bereits warmblütig gewesen sein. Philip Currie hat sogar eine Erklärung, warum die Filamente erst jetzt entdeckt wurden: “Federn fossilisieren nur selten.” Möglicherweise trugen andere Dinosaurier ähnliche Filamentfedern wie Sinosauropteryx prima, unter ungünstigeren Bedingungen haben sie sich nur nicht erhalten.
In diese Sichtweise passen auch die jüngsten Funde, die in den letzten Wochen den Rahonavis aus Madagaskar vom Spitzenplatz der Prominentenliste verdrängt haben: Wieder waren es Chinesen, die der Fachwelt den Protarchäopteryx und den Caudipteryx präsentierten, zwei Tiere, die nach ihrem Körperbau eindeutig Reptilien waren und dennoch hochentwickelte Federn hatten. Beide lebten vor 120 bis 150 Millionen Jahren in dem Teil der Erde, der heute zum Nordosten Chinas gehört – etwa zur gleichen Zeit, als viele tausend Kilometer entfernt der Archäopteryx seine ersten Gleitflüge unternahm. Protarchäopteryx und Caudipteryx allerdings waren eindeutig Echsen, obwohl Beine und Schwanz mit Federn bedeckt waren. Die Wissenschaftler vermuten, daß sie die Echsen gegen die Kälte isolierten. Danach ist die Feder also keine Erfindung der Vögel.
Die These, daß Vögel die Nachfahren dinosaurierartiger Reptilien sind, wird auch von anderer Seite angegriffen. Ann Burke und Alan Feduccia von der Universität North Carolina in Chapel Hill haben die Embryonalentwicklung der Hand- und Fußknochen von Reptilien und Vögeln untersucht. Ihr Fazit: “Auch wenn sich der Knochenbau von Vogelflügel und Sauriervorderbein ähnelt – die Entwicklungsmuster einzelner Fingerknochen sind anders.”
Vögel und Dinosaurier haben beide die Zahl der Finger von ursprünglich fünf auf drei reduziert. Dies wurde bislang als Hinweis auf einen gemeinsamen Vorfahren gewertet. Ann Burkes embryologische Studien zeigen aber unvereinbare Unterschiede. Das Flügelskelett der Vögel besteht aus den Knochen von Zeige-, Mittel- und Ringfinger. Ein Daumen fehlt – anders als in gängigen Lehrbüchern dargestellt. Bei heute lebenden Reptilien sowie fossilen Dinosauriern aber sind Daumen, Zeige- und Mittelfinger ausgebildet. Was gleich aussieht, hat offenbar verschiedene stammesgeschichtliche Wurzeln.
Und noch ein Umstand macht Probleme, nämlich die Tatsache, daß die als Vogelvorfahren in Frage kommenden Dinosaurier – insbesondere die Dromäosaurier – in der Erdgeschichte erst erheblich später erschienen als etwa die ersten Urvögel. “Was wir brauchen, um die Frage nach dem Ursprung der Vögel tatsächlich zu klären”, meint deshalb Dave Unwin von der Universität in Bristol, “ist ein Urvogel, der älter ist als der Archäopteryx.”
Die Rolle können Protarchäopteryx und Caudipteryx wohl nicht einnehmen, wenn man dem Münchener Paläontologen Peter Wellnhofer glaubt: “Bis auf die Federn gibt es bei ihnen keine vogelartigen Merkmale.” Sie waren eindeutig gefiederte Saurier. Das heißt aber auch, daß die Entwicklung von Federn nicht zwangsläufig in die Evolution zum Vogel mündete.
Aber auch den Archäopteryx – lange Zeit als vermeintlicher Ahn aller Vögel angesehen – ordnen viele Forscher inzwischen nur als Vertreter einer evolutionären Sackgasse ein, als ausgestorbene Seitenlinie, nicht aber als unmittelbaren Vorfahren moderner Vögel. Offenbar tüftelte die Natur über Jahrmillionen am Design der Vorbilder von Adler und Zaunkönig. Gleichsam als frühe Experimente der Evolution zeigen auch andere rund um den Globus gefundene Vogelfossilien, was die Natur alles ausprobierte, bis sie endlich den Weg zu den echten Vögeln fand:
Bereits 1984 sind mit Iberomesornis etwa 125 Millionen Jahre alte, kreidezeitliche Vogelfossilien bei Las Hoyas in Spanien entdeckt worden. Iberomesornis besitzt eine Kombination aus ursprünglichen und modernen Vogelmerkmalen – knapp 25 Millionen Jahre nach Archäopteryx. Der jüngste Neuzugang aus Los Hoyas ist ein im August 1996 erstmals beschriebenes Fossil – etwa ebenso alt – mit dem komplizierten Namen Eoalulavis hoyasi. Das Vogelfossil mit einer Spannweite von 17 Zentimetern besaß bereits einen Daumenfittich, die sogenannte Alula der modernen Vögel. Dieser wie Landeklappen wirkende Vorflügel, mit dem moderne Vögel langsam fliegen und manövrieren können, wird von Federn gebildet, die an den noch erhaltenen Fingern der Vorderextremität der Vögel ansetzen. Durch die Alula wird der gefährliche Abriß der Luftströmung verhindert, wenn der Flügel während des Bremsfluges in einem höheren Winkel angestellt wird. Demnach müssen Vögel schon früh in ihrer Geschichte gute Flieger gewesen sein. Im Nordosten Chinas wurde 1995 ein rund 120 Millionen Jahre alter Vogel entdeckt, der den Namen Confuciusornis sanctus erhielt. Merkmale wie der kurze Schwanz, der Hornschnabel und das Fehlen von Zähnen weisen auf ein vergleichsweise fortschrittliches Entwicklungsstadium hin. In anderen Merkmalen ähnelt er aber dem primitiveren Archäopteryx. Bereits 1992 wurden im Nordosten Chinas die versteinerten Knochen des sperlingsgroßen Sinornis santensis sowie ein Cathayornis genannter Urvogel gefunden. Diese rund 110 Millionen Jahre alten Vögel ergänzen das Fossilienpuzzle um ein weiteres Stück. Zwar besaß der Chinavogel noch einen Schädel mit reptilähnlich kurzer Schnauze und Zähnen. Aber “der übrige Skelettbau zeigt eindeutig, daß Sinornis im Gegensatz zum Archäopteryx bereits ausdauernd aktiv fliegen konnte”, sind seine Entdecker Paul Sereno von der Universität in Chicago und dessen Kollege Rao Chenggang vom Naturhistorischen Museum in Peking überzeugt.
Jene Eigenschaften, die Vögel zum ausdauernden Fliegen und nicht nur zum Herabgleiten brachten, sind demnach mit dem Beginn der Kreidezeit entstanden. Der Übergang vom Gleitfliegen eines 150 Millionen Jahre alten Juravogels wie Archäopteryx bis zum aktiven und ausdauernden Flug des Sinornis hat sich offenbar über einen Zeitraum von einigen Dutzend Millionen Jahren vollzogen.
Paläontologen wie Kevin Padian und Luis Chiappe vom Amerikanischen Museum für Naturkunde in New York sind überzeugt, daß es erstmals kleinwüchsigen Vögeln gelungen ist, richtig zu fliegen: “Eoalulavis und Sinornis waren beide nur etwa sperlingsgroß. Möglicherweise gab es einen Selektionsdruck hin zu einer relativ bescheidenen Körpergröße, bei der es den Vögeln erst möglich war, aktiv zu fliegen.” Wer größer und daher schwerer war, blieb im Erdmittelalter noch am Boden.
Auch der Lebensraum spielte eine Rolle. Der Chinavogel wurde in Ablagerungen eines tief im Binnenland gelegenen Süßwassersees gefunden. Der Bau der Krallen legt nahe, daß Sinornis bereits in Bäumen herumzuklettern und zu springen vermochte und vermutlich in bewaldeten Regionen lebte. “Sinornis besaß eine gegen die vorderen Krallen gestellte Zehe, die sicheren Halt auf Ästen gab. Dagegen sind die jurassischen Vorfahren dieser Vögel sicherlich auf den Hinterbeinen laufende Bewohner freier Steppen gewesen”, meint Paul Sereno.
Die Vogelfunde aus China und Spanien machen deutlich: In der erdgeschichtlich jüngeren Kreidezeit konnten die Vögel bereits richtig fliegen. Verglichen mit Eoalulavus und Sinornis wirken Iberomesornis und erst recht Archäopteryx aus der älteren Jurazeit wie flügellahme Enten. Doch so sehr diese Erkenntnisse eine gradlinige Entwicklungreihe nahelegen, so wenig sicher ist, daß sie sämtlich zu einem einzigen Strang der Evolution gehören. Die zufälligen Funde dürfen nicht als Zeugen eines einzigen kontinuierlichen Fortschritts interpretiert werden – gleichsam als Sprossen einer Art Zeitleiter, die vom trägen Reptil direkt zum schwirrend um die Blüte kreisenden Kolibris führt.
Protarchäopteryx und Caudipteryx, Archäopteryx und Sinosauropteryx, Iberomesornis und Sinornis stellen vielmehr einzelne Seiten in einem Buch dar, auf dessen Handlung wir schließen, ohne die Abfolge der Kapitel zu kennen. Und manche Kapitel sind vielleicht nur Einschübe, die mit der eigentlichen bis heute dauernden Handlung gar nichts zu tun haben, Experimente, die die Evolution irgendwann abgebrochen hat. Alle Vogelfossilien zusammen sind lediglich Teile eines faszinierenden Puzzles, das über große Strecken noch kein klares Bild ergibt.
Catherine Forster beispielsweise, die den Madagaskar-Vogel Rahonavis bearbeitet, könnte zu einem Fehlschluß gekommen sein, weil sich bei ihrem Urvogel schlicht die Knochen eines kleinen räuberischen Dinosauriers mit einem erst jüngst auf Madagaskar entdeckten urzeitlichen Vogel namens Vorona berivotrensis vermischt haben. Da das Rahonavis-Fossil unvollständig ist, kann Forster dieses Argument bislang nicht entkräften.
Die Forscher wollen deshalb eine weitere Expedition in den Nordwesten Madagaskars unternehmen. Catherine Forster weiß: “Wir können nur durch den Fund eines kompletten Skeletts die letzten Zweifel an der Identität unseres Urvogels ausräumen.”
Matthias Glaubrecht
