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Paläontologie

Streit um Flugsaurier-„Federn“

Wie weit reicht die Evolutionsgeschichte der Feder zurück? Ob auch die Pterosaurier Urformen dieser Struktur besaßen, spielt bei dieser Frage eine wichtige Rolle. (Bild: Megan Jacobs, University of Portsmouth)

Besaßen die Pterosaurier Urformen der Federn? Die Debatte um diese wichtige Frage der Evolutionsgeschichte nimmt nun Fahrt auf: In einer Veröffentlichung widersprechen Forscher einer früheren Studie, die rund 160 Millionen Jahre alten Flugsauriern federartige Strukturen attestiert hat. Den Kritikern zufolge handelt es sich nur um „ausgefranste“ Gebilde, die beim Zerfall von Fasern in der Flughaut der Tiere entstanden sind. Doch die Autoren der Studie verteidigen prompt ihre Ergebnisse und bekräftigen erneut ihre Interpretation, dass die Pterosaurier Protofedern besaßen.

Lange wurden die Dinosaurier nackt dargestellt – doch mittlerweile belegen zahlreiche Funde: Viele Arten waren gefiedert. Die feinen Strukturen wärmten die Tiere oder spielten möglicherweise bereits eine Rolle beim Balzverhalten. Irgendwann entwickelten einige Vertreter dann auch Flügel, die sie in die Lüfte heben konnten – aus den Dinosauriern entwickelten sich schließlich die Vorfahren der Vögel. Sogar der Feinbau der Dino-Federn ließ sich in einigen Funden gut erkennen. Die meisten Dinosaurier besaßen demnach eher daunenähnliche Strukturen. Was diese Protofedern von Haaren unterschied, waren dabei ihre Verzweigungsstrukturen.

Wann entstand die Feder?

Der Nachweis dieser Elemente warf allerdings die Frage auf, ob die Dinosaurier die „Erfinder“ der Feder waren oder ob die Entwicklungsgeschichte dieser bedeutenden Struktur weiter in der Evolution zurückreicht. Dabei kommen nun die Flugsaurier ins Spiel: Sie waren keine Vertreter der Dinosaurier, sondern nur entferntere Verwandte – die Entwicklungslinien beider Gruppen haben sich schon vor über 250 Millionen Jahren getrennt. Wenn auch die Flugsaurier federartige Strukturen besaßen, liegt es deshalb nahe, dass diese Entwicklung schon auf die gemeinsamen Vorfahren von Pterosauriern und Dinosauriern zurückgeht. Das würde bedeuten, dass die allerersten federartigen Elemente viel älter sind als angenommen.

Genau dies ging vor zwei Jahren aus den Ergebnissen der Forscher um Zixiao Yang von der Universität Nanjing hervor. Zuvor waren von Pterosauriern nur haarartige Strukturen auf der Körperoberfläche bekannt – sogenannte Pycnofasern. Doch Yang und seine Kollegen haben bei zwei rund 160 Millionen Jahre alten Pterosaurier-Fossilien verzweigte Versionen der Pycnofasern identifiziert, die sie als Protofedern interpretierten. Wie sie erklärten, ähnelten die Merkmale dieser Strukturen denen von als Protofedern eingestuften Versionen bei den Vogelbecken-Dinosauriern und Theropoden. Ähnlich wie bei diesen fanden sie im Inneren der Strukturen auch Hinweise auf den Baustoff Keratin sowie Reste von Melanosomen, die Federn Farben verleihen.

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Infrage gestellt

Doch diese bahnbrechend wirkenden Ergebnisse stellen nun David Unwin  von der University of Leicester und David Martill von der University of Portsmouth in einer Veröffentlichung im Fachmagazin „Nature Ecology and Evolution“ infrage. Die Paläontologen sehen in den Gebilden keine Spuren von Protofedern. Es handelt sich ihnen zufolge nicht einmal um Überreste der haarähnlichen Pycnofasern. Wie sie erklären, scheint eher wahrscheinlich, dass es Reste von Fasern sind, die Teil der inneren Struktur der Flügelmembranen der untersuchten Pterosaurier waren. Die Verzweigungsstrukturen waren demnach nur das Ergebnis des Zerfalls dieser sogenannten Aktinofibrillen. „Hinweise aus Untersuchungen anderer Pterosaurier-Fossilien legen nahe, dass die von Yang und seinen Kollegen präsentierten verzweigten Morphologien einschließlich bürstenartiger und büschelartiger Strukturen Artefakte der Konservierung darstellen“, schreiben die beiden Paläontologen.

Auch der Nachweis von Melanosomen und Keratin überzeugt Unwin und Martill nicht, wie sie in ihrer Veröffentlichung mit dem deutlichen Titel „Keine Protofedern auf Pterosauriern“ erklären. „Beide Elemente kommen in vielen Oberflächenstrukturen von Pterosauriern vor – sie sind nicht einzigartig für Pycnofasern“, schreiben die Paläontologen. Es könnte sich ihnen zufolge somit um eine Kontamination aus Hautgeweben handeln. „Außergewöhnliche Behauptungen erfordern außergewöhnliche Beweise – wir haben die ersteren, aber nicht die letzteren“, kommentiert Unwin.

Kritik zurückgewiesen

Doch Yang und seine Kollegen sehen das nach wie vor nicht so: Sie haben in der gleichen Ausgabe der Zeitschrift eine Gegendarstellung veröffentlicht, in der sie auf die Kritikpunkte eingehen. Sie legen ebenfalls überzeugend wirkende Argumente für ihre Interpretationen dar. Sie zeigen auf, dass die von ihnen untersuchten Strukturen Merkmale besitzen, die nicht zu der Erklärung passen, dass es sich um zerfallene Faserstrukturen aus den Flügelmembranen handelt. Zudem heben sie hervor, dass sie an verschiedenen Körperbereichen der Fossilien leicht unterschiedliche Versionen der Elemente entdeckt haben, die sie als Protofedern interpretieren. „Es scheint unwahrscheinlich, dass ein Zerfallsprozess von Fasern zu solchen Unterschieden an verschiedenen Körperstellen geführt hat“, schreiben die Wissenschaftler.

Was das Keratin und die Melanosomen betrifft, betonen sie, dass sie diese Elemente spezifisch auf den als Protofedern bezeichneten Strukturen entdeckt haben – in den unmittelbar umliegenden Bereichen fehlen sie. Dies spricht somit gegen den Erklärungsansatz, dass es sich um Kontaminationen durch Hautgewebe handelt. „Die von Unwin and Martill vorgebrachten Kritikpunkte und alternativen Erklärungen passen nicht zu unseren Befunden“, verteidigen sich Yang und seine Kollegen. „Vor diesem Hintergrund bleiben wir bei unserer ursprünglichen Schlussfolgerung, dass es sich um Reste von Federstrukturen handelt“, resümieren die Paläontologen.

Man kann also gespannt sein, wie es mit diesem offenbar ungewöhnlich strittigen Thema in der Paläontologie zukünftig weitergehen wird.

Quelle: University of Portsmouth, Nature Ecology and Evolution, doi: 10.1038/s41559-018-0728-7 und 10.1038/s41559-020-01308-9

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