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Paläontologie

Frühe Fruchtfresser im Visier

Künstlerische Darstellung des kreidezeitlichen Vogels Jeholornis, der keimfähige Samen nach dem Verzehr von Früchten ausscheidet. © Zhixin Han und Yifan Wang.

Sie verdauten nur das Fruchtfleisch und „säten“ anschließend die unversehrten Samen aus: Bei einem vogelartigen Wesen namens Jeholornis haben Paläontologen die ältesten bekannten Hinweise auf einen Verzehr von Früchten aufgedeckt. Auf diese Ernährungsweise deuten Schädelmerkmale und fossile Mageninhalte hin. Vor etwa 120 Millionen Jahren könnte Jeholornis somit am Anfang der partnerschaftlichen Koevolution zwischen den früchtetragenden Pflanzen und Vögeln gestanden haben, sagen die Wissenschaftler.

Anstatt nackt bilden sie ihre Samen mit fleischigen Umhüllungen aus: Eine große Gruppe der Pflanzen bringt Gebilde hervor, die man als Früchte bezeichnet. In vielen Fällen sollen die teils farbigen, süßen und nährstoffreichen Strukturen gezielt Tiere anlocken, die sie mitsamt der enthaltenen Samen verzehren. Oft überstehen die harten Kerne die Passage durch das Verdauungssystem und werden keimfähig wieder ausgeschieden. Auf diese Weise sorgen die früchtetragenden Pflanzen also für ihre Verbreitung. Besonders gerne nutzen sie dazu fliegende Boten. So haben sich im Lauf der Evolution viele Pflanzen- und Vogelarten auf die beiderseitig nützliche Beziehung eingestellt. Doch wie und wann fing das an?

„Vögel sind heute wichtige Konsumenten von Früchten und spielen eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von Samen, aber bisher gab es keine direkten Hinweise auf den Verzehr von Früchten durch besonders frühe Vertreter. Das erschwert unser Verständnis der Ursprünge dieser wichtigen Pflanzen-Tier-Interaktion“, sagt Han Hu von der Oxford University. Um neue Einblicke in das Thema zu gewinnen, haben sich Hu und ihre Kollegen mit einem Wesen befasst, das in der frühen Kreidezeit im heutigen China lebte und als eines der ursprünglichsten Mitglieder der Gruppe der Vögel gilt: ein rabengroßes Wesen mit gefiederten Flügeln namens Jeholornis.

Dienten Samen oder Fruchtfleisch als Nahrung?

„Bei dem ersten entdeckten Jeholornis-Fossil, wurde der Mageninhalt oberflächlich als Samen identifiziert, sodass man davon ausging, dass sich das Tier von ihnen ernährt hat“, sagt Co-Autorin Jingmai O’Connor vom Field Museum of Natural History in Chicago. Doch dann kam der Verdacht auf, dass Jeholornis nicht nur die Samen, sondern ganze Früchte gegessen haben könnte, wobei nur die Samen erhalten blieben, da sie härter waren. „In dieser Studie sind wir deshalb nun gezielt der Frage nachgegangen, ob sich Jeholornis nur von Samen ernährte oder eher schon von Früchten“, sagt die Wissenschaftlerin.

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Das Team untersuchte dazu die zahlreichen weiteren Fossilien, die mittlerweile entdeckt wurden. Die Forscher wählten dabei das Exemplar mit dem am besten erhaltenen Schädel aus und scannte es, um ein detailliertes Modell der Strukturen erstellen zu können. Wie sie berichten, verdeutlichten die Analysen, dass Jeholornis viele Merkmale aufweist, die eher an einen Dinosaurier als an einen modernen Vogel erinnern. Allerdings wies der Schädel einige Merkmale auf, die auf eine mögliche Ernährung durch Früchte hindeuten könnten. Im Vergleich zu anderen Wesen der Zeit besaß Jeholornis eher schwach ausgebildete Zahnstrukturen. Aus Vergleichen der Schädelmerkmale mit denen von heutigen Vogelarten, die Samen mit ihren Schnäbeln aufbrechen, ging zudem hervor, dass Jeholornis wohl nicht zum Samenknacken fähig war.

„Allerdings kann man anhand der Merkmale noch nicht eindeutig auf verschiedene Ernährungsweisen schließen“, betont O’Connor. Denn es ist bekannt, dass einige Vögel, die Samen verdauen können, die harten Strukturen erst im Magen aufbrechen. „Sie schlucken dazu Steine, die ihnen helfen, ihre Nahrung zu zerkleinern“, sagt O’Connor. Wie das Team berichtet, wurden bei einigen Fossilien von Jeholornis zwar Magensteine gefunden. Aber möglicherweise dienten sie der Zerkleinerung anderer zäher Nahrungselemente der Tiere. Denn in keinem Fall wurden sie gemeinsam mit Samen entdeckt. Der deutlichste Befund ist allerdings, dass alle in den Magenhöhlen von Jeholornis gefundene Samen stets unversehrt waren, betonen die Forscher. Demnach dienten sie offenbar nicht der Ernährung.

Beginn einer partnerschaftlichen Koevolution

Unterm Strich deuten die Befunde darauf hin, dass Jeholonis zu verschiedenen Zeiten des Jahres unterschiedliche Nahrung zu sich nahm, erklären die Paläontologen: Wenn Früchte zur Verfügung standen, fraß er sie mitsamt den Samen und gab diese später unversehrt über den Kot wieder ab. Wenn es keine Früchte gab, fraß er andere und härtere Nahrung, die er mithilfe der Magensteine zerkleinerte. Die Jeholornis-Exemplare mit den unversehrten Samen im Magen müssen demnach während der Saison gestorben sein, in der bestimmte Pflanzen Fürchte trugen. Diese saisonale Ernährung entspricht einem Merkmal, das auch bei vielen modernen Vögeln zu finden ist, erklären die Forscher.

„Bei unseren Ergebnissen handelt es sich um die frühesten bekannten Hinweise auf einen Verzehr von Früchten bei einem Tier“, resümiert O’Connor. Die Studie wirft dabei spezielles Licht auf die gemeinsame Evolutionsgeschichte der früchtetragenden Pflanzen und der Vögel. „Möglicherweise wurden sie als hochmobile Samenverbreiter schon in den frühesten Evolutionsstadien rekrutiert“, sagt Hu. Dabei könnte es sich um einen wichtigen Faktor bei der intensiven Ausbreitung der früchtetragenden Pflanzen in der Kreidezeit gehandelt haben. Umgekehrt könnte das System auch zum Fortschritt in der tierischen Flugtechnik beigetragen haben: „Eine Ernährung mit Früchten könnte den evolutionären Druck auf Jeholornis erhöht haben, besser fliegen zu können“, sagt O’Connor. Das Team hofft nun, dass sie mit ihrer Studie andere Wissenschaftler dazu anregen können, die Faktoren der sogenannten terrestrischen Revolution bei den Pflanzen und Vögeln in der Kreidezeit genauer zu erforschen.

Quelle: Field Museum, Fachartikel: eLife, doi: 10.7554/eLife.74751

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