Gondwana-Vogel mit Rätselschwanz - wissenschaft.de
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Gondwana-Vogel mit Rätselschwanz

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So könnte der neu entdeckte Urvogel einst ausgesehen haben (Deverson Pepi)
Die meisten bisher entdeckten gefiederten Dinosaurier und Urvögel stammen aus China oder der Mongolei. Aber auch in anderen Weltregionen gab es einst urtümliche Vogelformen, wie ein in Brasilien entdecktes Fossil belegt. Es stammt von einem kolibrigroßen Urvogel aus der frühen Kreidezeit. Er überrascht durch seine ungewöhnlichen Schwanzfedern: Statt des bei heutigen Vögeln üblichen Federfächers trug er zwei lange, steife, fast nur aus dem verbreiterten Federkiel bestehende Schwanzanhänge. Wozu sie dienten, können die Forscher bisher nur vermuten.

Typischerweise besteht eine Feder aus einem dünnen Federkiel, von dem aus beiderseits viele miteinander verhakte Härchen ausgehen. Je nach Aufgabe und Position im Gefieder kann der Kiel sehr kurz sein, wie bei der Daunenfeder oder aber er ist lang und trägt breite Federfahnen wie bei den Schwungfedern der Flügel oder den Schwanzfedern. Doch bei den Vorformen der Vögel experimentierte die Natur offenbar auch mit anderen Federtypen. „Unter den seltsamsten Federvarianten ist der fadenartige oder vom Federkiel dominierte Typ“, erklären Ismar de Souza Carvalho von der Universität von Rio de Janeiro und seine Kollegen. Dieser bestand aus einem verbreiterten, langen Federkiel, von dem nur am Ende fädige Federhärchen ausgingen. Ob diese Kiel-Federn eine Übergangsform von den Schuppen der Reptilien zu echten Federn darstellen oder nur eine Sonderentwicklung und Sackgasse der Evolution waren, ist strittig, denn es fehlte schlicht an Fossilien, bei denen diese Federart gut genug zu erkennen ist.

Urvogel vom alten Südkontinent

Ein in der Pedra Branca Mine im Nordosten Brasiliens entdecktes Fossil ändert dies nun. In einer Formation aus der Zeit vor etwa 120 Millionen Jahren entdeckten Carvalho und seine Kollegen das Teilskelett eines Urvogels mit teilweise sehr gut erhaltenen Federn. „Dieses Exemplar ist das bisher vollständigste Vogelfossil aus dem Gondwana der frühen Kreidezeit“, berichten die Forscher. Bisherige Urvögel wurden vorwiegend in Regionen gefunden, die einst aus dem nördlichen Urkontinent Laurasia hervorgingen und heute auf der Nordhalbkugel der Erde liegen. Auf den Landmassen jedoch, die einst aus dem Südkontinent Gondwana entstanden – Südamerika, Afrika, Australien, die Antarktis und Indien – sind Urvogelfossilien extrem rar und meist nur in Fragmenten erhalten.

Das nur rund sechs Zentimeter lange Fossil stammt wahrscheinlich von einem Jungvogel, wie die Forscher erklären. Denn sein Kopf ist
überproportional groß mit großen Augenhöhlen und einige Knochen in den Gliedmaßen sind noch nicht miteinander verwachsen. Das Urzeit-Küken besaß aber dennoch schon ein vollständiges Federkleid und zwei lange, sehr gut erhaltene Schwanzfedern des rätselhaften kieldominierten Typs. „Diese Schwanzfedern haben eine beträchtliche Länge, sie sind um rund 30 Prozent länger als das gesamte Skelett“, berichten Carvalho und seine Kollegen. Weil sie flach im Gestein eingebettet sind, ist die Struktur dieser Schwanzfedern erstmals gut zu erkennen. Sie belegt, dass diese paarigen Federn ziemlich robust waren und eher steif. Erst in den letzten 15 Prozent der Feder setzen Federhärchen an, denen die bei heutigen Federn typischen Verbindungshäkchen fehlen.

Die Forscher gehen davon aus, dass die paarigen Schwanzanhänge dieses Urvogels wohl nicht als Steuerhilfen beim Flug dienten. Denn dafür sind sie zu steif und zu wenig aerodynamisch optimiert, wie sie erklären. Stattdessen könnte es sich dabei um einen Federschmuck handeln, den nur die Männchen trugen – ähnlich wie die bunten, ebenfalls ungewöhnlich langen Anhänge bei einigen heutigen Paradiesvögeln. Dafür sprechen auch Pigmentflecken, die die Wissenschaftler bei dem Fossil am unteren Teil des verbreiterten Federkiels entdeckten. Dies deute darauf hin, dass diese Schwanzanhänge einst farbig gemustert waren, so Carvalho und seine Kollegen. Allerdings: Sollten diese Schwanzfedern wirklich ein typisch männliches Prachtkleid dieser Urvögel darstellen, dann war dieser Jungvogel ein Frühstarter: Bei heutigen Vögeln entwickeln sich solche geschlechtsspezifischen Schmuckfedern erst, wenn sie erwachsen werden.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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Wurmlöcher! Ohne die geht es weder in der Science-Fiction noch in der Sparte der Wissenschaftskommunikation in der durch übermäßigen Einsatz von Science-Fiction-Konzepten die Faszination der Menschen angeregt (oder ausgenutzt?) werden soll. Es klingt ja auch sehr verlockend: Anstatt elendig lange durchs unvorstellbar große Universum zu fliegen, nimmt man einfach eine Abkürzung. Rein in ein schwarzes Loch und quasi im gleichem Moment wieder raus durch ein anderes; irgendwo an einem ganz anderen Ort des Universums (bzw. überhaupt gleich in einem völlig anderen Universum). Was aus dramaturgischen Gründen in der Science Fiction äußerst praktisch ist, ist in der naturwissenschaftlichen Realität ziemlich schwierig.

Dass so ein Wurmloch zumindest in der Theorie aus den Gesetzen der Allgemeinen Relativitätstheorie folgen kann, hat schon Albert Einstein in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gezeigt. Aber nur weil etwas theoretisch nicht unmöglich ist, bedeutet das nicht das es in der Realität auch zwingend existieren muss. Das gilt ganz besonders für Wurmlöcher. Bis jetzt gibt es nicht den Anschein eines vagen Hinweises auf ihre Existenz im realen Universum. Die beiden Physiker De-Chang Dai und Dejan Stojkovic wollen nun einen Weg aufzeigen, wie man das ändern könnte (“Observing a wormhole”).

Die Idee ist eigentlich recht simpel: Angenommen, da ist irgendwo ein Wurmloch. Und angenommen, ein Stern bewegt sich um dieses Wurmloch herum. Und noch weiter angenommen, ein Stern befindet sich auch in der Umgebung des anderen Ende des Wurmlochs. Dann kann die Gravitation durch das Wurmloch hindurch wirken. Der Stern am einen Ende des Wurmlochs übt also einen gravitativen Einfluss auf den Stern am anderen Ende aus (und umgekehrt). Man muss jetzt also nur die Bewegung von Sternen beobachten und nachsehen, ob da welche dabei sind, die sich so bewegen, als würden sie von einem anderen Stern beeinflusst der nicht zu sehen ist.

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In der Praxis ist das natürlich deutlich schwieriger. Erstens gibt es ziemlich viele Sterne. Man muss sich auf die beschränken, die sich dort bewegen, wo mit dem Auftreten von Wurmlöchern zu rechnen wäre. Also in der Umgebung schwarzer Löcher; in dem Fall am besten in der Umgebung des zentralen schwarzen Lochs das im Zentrum unserer Milchstraße sitzt. Um dieses Loch herum bewegen sich jede Menge Sterne deren Bewegung wir auch schon sehr genau beobachtet haben. Aber leider nicht so genau, wie es nötig wäre um den Einfluss eines Wurmlochs zu identifizieren. Dai und Stojkovic rechnen in ihrer Arbeit aus, dass man die Beschleunigung in der Bewegung eines Sterns mit einer Genauigkeit von einem Millionstel Meter pro Sekunde² messen muss um zu bemerken, falls da irgendwo ein Wurmloch sitzt. Das schaffen wir mit der aktuellen Technik nicht – aber vielleicht mit den Teleskopen der nächsten Generation.

Umlaufbahnen von Sternen um das zentrale schwarze Loch der Milchstraße. (Bild: ESO/L. Calçada/spaceengine.org)

Umlaufbahnen von Sternen um das zentrale schwarze Loch der Milchstraße. (Bild: ESO/L. Calçada/spaceengine.org)

Und selbst dann ist das Vorhaben eventuell zum Scheitern verurteilt. Serguei Krasnikov von der Sternwarte in St. Petersburg ist der Meinung, dass das, was Dai und Stojkovic meinen messen zu können tatsächlich gar nicht messbar ist (‘Comment on “Observing a wormhole”‘). Und dann bleibt immer noch der Punkt dass die Wurmlöcher bis jetzt nichts weiter sind als ein mathematisches Resultat das nicht von den Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie verboten ist. Es gibt keinen naturwissenschaftlich zwingenden Grund von ihre Existenz auszugehen. Was nicht heißt, dass man sich nicht weiterhin überlegen soll, wie man sie vielleicht finden könnte falls es sie doch gibt. Man sollte aber auch nicht allzu traurig sein, wenn sie nie gefunden werden. Und vor allem sollte man nicht damit rechnen, sie als echte Abkürzungen für die Reisen durch den Raum benutzen zu können. Selbst wenn sie irgendwo da draußen sind, sind sie weit, weit entfernt. Und damit man sie irgendwie durchqueren kann, muss man sie stabilisieren. Das geht aber nur, wenn man dafür sogenannte “exotische Materie” benutzt. Das ist Materie mit einer negativen Masse. Mathematisch ist das kein Problem, da hat man dann halt einfach “minus 100 Kilogramm” die man in die Gleichung einsetzt; das funktioniert rechnerisch genau so gut wie “plus 100 Kilogramm”. Aber in der Realität hat niemand auch nur den Ansatz einer Ahnung was Materie mit negativer Masse sein soll, wie sie entstehen sollte und wo man sie finden könnte. Oder, um Dejan Stojkovic zu zitieren: “Um ein wirklich großes, stabiles Wurmloch offen zu halten, braucht es in Wahrheit wohl so etwas wie Magie.” ... mehr

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