Vor rund 150 Millionen Jahren war Archaeopteryx einer der ersten Vorfahren der Vögel, der sich in die Lüfte erhob. „Der Archaeopteryx ist der erste echte Vogel“, erklärt Neil Gostling von der University of Southampton. „Er war mit Federn bedeckt und besaß Flügel, wies aber auch eine Reihe ausgeprägter Dinosauriermerkmale auf, wie einen langen knöchernen Schwanz, Krallen an einzelnen Fingern und Zähne in einem schnabellosen Kiefer.“
Im Vergleich zu heutigen Vögeln waren die Flugfähigkeiten des Urvogels allerdings erst rudimentär entwickelt. „Wir wissen, dass sich der Archaeopteryx beim Abheben nicht auf seine Flügel verlassen konnte“, sagt Gostlings Kollege Markus Heller. Während heutige Vögel ein vorgewölbtes Brustbein besitzen, an dem die Flügelmuskulatur ansetzt, fehlte diese anatomische Struktur beim Archaeopteryx. Das legt nahe, dass seine Flugmuskulatur noch weniger stark ausgeprägt war.
Zudem war die Schulter des Archaeopteryx so geformt, dass er die Flügel zwar auf und ab bewegen, aber nicht über den Rücken heben konnte. Sobald der Urvogel einmal in der Luft war, reichte das aus, doch ein Start aus dem Stand war damit nicht möglich.
Kraft aus den Beinen
Gemeinsam mit einem Team um Erstautor Erik Meilak haben Gostling und Heller nun untersucht, wie Archaeopteryx trotzdem abheben konnte. „Dazu entwickelten wir ein biomechanisches Computermodell, das auf experimentell erhobenen Startdaten heute lebender Vögel basiert und an die Anatomie des Archaeopteryx angepasst wurde“, berichten die Forschenden. In das Modell flossen die Gelenkmomente an Hüfte, Knie und Sprunggelenk sowie die Muskelkapazität mit ein.
Einen besonderen Fokus legten die Forschenden dabei auf die Beine des Urvogels. Diese waren wahrscheinlich sehr muskulös und machten bei ihm rund 13 Prozent der Körpermasse aus, wie Fossilien nahelegen. Bei heutigen fliegenden Vögeln sind es nur etwa neun bis zehn Prozent. „Es stellte sich heraus, dass genau dort der Schlüssel zum Abheben liegt: Die Beine erzeugen die Kraft, und die Flügel übernehmen danach“, sagt Heller.
Hüpfen, flattern, hüpfen, fliegen
Für ein Abheben nach nur einem einzigen Absprung reichte die Kraft der Archaeopteryx-Beine den Berechnungen zufolge aber nicht aus. Die dabei erzeugte Beschleunigung hätte nicht genügt, um den Urvogel dauerhaft in der Luft zu halten, wie die Modellanalysen nahelegen. Doch mit mehreren Hüpfern Anlauf konnte ein mittelgroßer, etwa 400 Gramm schwerer Archaeopteryx die erforderliche Startgeschwindigkeit von sieben Metern pro Sekunde erreichen.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Archaeopteryx seine minimal erforderliche Fluggeschwindigkeit bereits mit zwei bis drei Sprüngen erreichen konnte, ohne den energieaufwendigen Einzelsprung moderner Vögel zu benötigen“, schreiben Meilak und seine Kollegen. Falls der Urvogel bereits zwischen dem ersten und zweiten Sprung zusätzlich mit einem Flügelschlag Schwung holte, genügten wahrscheinlich zwei Hüpfer; ohne anfänglichen Einsatz der Flügel brauchte er wahrscheinlich drei.
Mit einer Kombination aus Sprüngen und Flügelschlägen gelang es Archaeopteryx der Studie zufolge, eine ausreichende Startgeschwindigkeit zu erreichen und abzuheben. — © Science Graphic Design
Auch bei heutigen Vögeln
Die Forschenden vermuten, dass sich der heutige „Ein-Sprung-Start“ bei Vögeln aus dieser urtümlichen Mehrsprungtaktik entwickelt hat. Doch bis heute zeigen auch einige moderne Vögel ein ähnliches Abflugverhalten wie einst wahrscheinlich der Archaeopteryx: „Obwohl heutige Vögel mit nur einem Sprung abheben können, beobachten wir immer noch viele, wie zum Beispiel Krähen, Elstern und Möwen, die ebenfalls die Technik der mehrfachen Sprünge anwenden“, sagt Gostling. „Wenn sie erschreckt sind, starten sie mit einem einzigen Sprung, doch wenn sie Energie sparen wollen, nutzen sie zwei, drei oder mehr Sprünge, so wie ihre Vorfahren.“
Quelle: Erik Meilak (University of Southampton, UK) et al., Developmental Biology, doi: 10.1016/j.ydbio.2026.07.018
