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Paläontologie

Flugsaurier: Mysteriöser Ursprung erhellt

Die Pterosaurier waren Pioniere der tierischen Luftfahrt und haben unter anderem die größten Flieger der Evolutionsgeschichte hervorgebracht. (Bild: Elenarts / Adobe Stock)

Aus welchen Wesen entwickelten sich die ersten fliegenden Wirbeltiere der Evolutionsgeschichte? Der Lösung dieses alten Rätsels sind Paläontologen nun einen wichtigen Schritt näher gekommen: Sie haben die sogenannten Lagerpetidae als urtümliche Verwandte der Pterosaurier identifiziert. Die Einblicke in die Anatomie dieser zweibeinig laufenden Echsen liefern Hinweise auf den Körperbau, der die Grundlage der Entwicklung zum Pterosaurier-Design bildete. Viele Aspekte der Evolutionsgeschichte der urzeitlichen Herrscher der Lüfte bleiben aber weiterhin geheimnisvoll, betonen die Paläontologen.

Lange bevor die ersten Vögel oder Fledermäuse ihre Flügel schwangen, hatten bereits die Pterosaurier die Fähigkeit zum aktiven Flug hervorgebracht. Bis zu ihrem gewaltsamen Ende nach dem Asteroideneinschlag vor etwa 66 Millionen Jahren, waren diese Pioniere der tierischen Luftfahrt ausgesprochen erfolgreich: Im Verlauf ihrer etwa 150 Millionen Jahre umfassenden Entwicklungsgeschichte brachten die Flugsaurier viele hochentwickelte Arten und Untergruppen hervor, die sich ähnlich wie die heutigen Vögel an verschiedene Lebensweisen anpasst hatten. Darunter waren spatzengroße Flugkünstler aber auch die größten Wesen, die sich jemals in die Luft erhoben haben – manche Pterosaurier erreichten eine Flügelspannweite von über zehn Metern.

Doch was waren das eigentlich für Tiere? Klar ist, dass es sich nicht um Vertreter der Dinosaurier gehandelt hat – beide Tiergruppen hatten nur gemeinsame Vorfahren. Die Frage, aus welchen Ahnen die Pterosaurier hervorgegangen sein könnten, beschäftigt Paläontologen schon seit rund 200 Jahren. Das Problem: Es wurden bisher keine Übergangsformen gefunden – die Flugsaurier wirken gleichsam wie vom Himmel gefallen. Denn die ältesten bekannten Vertreter aus dem Zeitalter des Trias besaßen bereits hochspezialisierte Anpassungen ihres Körpers an das Fliegen. Diese sehr spezielle Anatomie sorgte für eine große morphologische Lücke zwischen den Flugsauriern und allen anderen bekannten Reptilien aus der Ära ihrer Entstehung.

Suche nach Verwandten

Solange es keine Funde von klaren Übergangsformen gibt, können deshalb nur grundlegendere Einblicke in die Verwandtschaftsbeziehungen Hinweise auf die Ursprünge der Pterosaurier liefern, erklärt das internationale Forscherteam. Doch auch dabei gab es bisher offene Fragen. „Wir glauben, dass wir jetzt Antworten gefunden haben“, sagt Co-Autor Sterling Nesbitt vom der Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg. Die Wissenschaftler rücken eine bestimmte Sauriergruppe als die nächsten urtümlichen Verwandten der Pterosaurier in den Fokus: die Lagerpetidae. Es handelte sich dabei um kleine, flügellose Reptilien, die aus der Zeit von vor 237 bis 210 Millionen Jahren bekannt sind. Frühere Untersuchungen der Überreste dieser Tiere haben bereits ergeben, dass Länge und Form ihrer Knochen denjenigen von Pterosauriern und Dinosauriern ähnelten. Aber bisher ging man davon aus, dass die Lagerpetidae den Dinosauriern näher standen.

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Doch wie die Wissenschaftler nun berichten, ergeben neue Funde von Vertretern dieser Tiere und genauere Untersuchungsergebnisse ihrer Körperstrukturen nun ein anderes Bild. Vor allem mithilfe von Mikro-Computertomographie-Scans (μCT) zur Rekonstruktion von feinen Strukturen in neuentdeckten und bereits bekannten Fossilien stellten die Paläontologen fest, dass die Merkmale der Lagerpetidae viele Ähnlichkeiten mit denen von Pterosauriern aufwiesen. Die Forscher kommen deshalb zu dem Schluss, dass die Lagerpetidae zur Gruppe der Vorläufer der Flugsaurier gehörten und somit vermutlich grundlegende Merkmale besaßen, aus denen später die Anpassungen ans Fliegen hervorgingen.

Feine, aber klare Gemeinsamkeiten

Durch die zerstörungsfreien Untersuchungen mittels Mikro-Computertomographie konnten die Forscher etwa die Anatomie des Gehirns und des Innenohrs detailliert rekonstruieren und mit den Merkmalen anderer Fossilien vergleichen. Die Ergebnisse legen nahe, dass die flugunfähigen Lagerpetidae bereits einige der neuroanatomischen Merkmale besessen haben, die den Pterosauriern später das Fliegen ermöglichten. Angesichts der wenigen Informationen, die Paläontologen zuvor über die frühen Pterosaurier besaßen, hatten sie oft eine extrem schnelle Evolution beim Erwerb der einzigartigen Anpassungen angenommen. Doch die neuen Erkenntnisse zu den Lagerpetidae legen nun nahe, dass sich auch die Pterosaurier mit einer ähnlichen Geschwindigkeit entwickelt haben wie andere große Reptiliengruppen, sagen die Wissenschaftler.

Doch wie sie betonen, bleiben noch immer viele Fragen offen: Die Erkenntnis, dass die Lagerpetidae nahe Verwandte der Flugsaurier waren, klärt noch immer nicht, wie sie ihr Hauptmerkmal hervorbrachten: „Uns fehlen Informationen zu den frühesten Pterosauriern, und es bleibt weitgehend unklar, wie Veränderungen ihrer Skelette flugfähige Tiere hervorgebracht haben“, sagt Nesbitt. Er und seine Kollegen wollen dem Rätsel deshalb nun auch weiter nachgehen. In einem Kommentar zur Studie schreibt Kevin Padian von der University of California in Berkeley dazu: „Vielleicht taucht eines Tages ein Vorfahre der Pterosaurier aus den Felsen des Trias auf, der die Wissenslücken zur Evolution dieser Tiere füllen kann – ähnlich wie es Archaeopteryx im Fall der Entwicklungsgeschichte der Vögel getan hat“, so der Paläontologe.

Quelle: Virginia Polytechnic Institute and State Universit, Fachartikel: Nature, doi:10.1038/s41586-020-3011-4

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