Urvogel mit Dinofüßen

Wie aus dem Nichts ist ein neues Archaeopteryx-Fossil aufgetaucht und gibt wichtige Aufschlüsse über dessen Abstammung

Der Archaeopteryx gehört zu den berühmtesten Fossilien, er ist das Symbol der Evolutionstheorie. Über den Urvogel, der vor rund 150 Millionen Jahre lebte, wird seit seiner Entdeckung heftig diskutiert. Darüber, was er mehr war: Vogel oder Reptil und was das für die Evolution der Vögel bedeutet.

Immer wieder gibt es neue Antworten: Nachdem sich durch Fossilfunde in China die Hinweise auf die Dinosaurier-Abstammung (Die Erben der Saurier) der Vögel verdichtet haben, behauptete erst vor kurzem Alan Feduccia (vgl. Journal of Morphology (2005): Do feathered dinosaurs exist? Testing the hypothesis on neontological and paleontological evidence) das exakte Gegenteil. Jetzt haben Forscher des Forschungsinstituts Senckenberg ein neues Archaeopteryx-Fossil ausgewertet und sie beantworten einige offene Fragen.

Neun Exemplare der Gattung Archaeopteryx und eine Feder waren bislang bekannt. Jetzt meldet Gerald Mayr von der Abteilung für Ornithologie des Forschungsinstituts Senckenberg in Frankfurt einen überraschenden Fund: Das Wyoming Dinosaur Center, Thermopolis, erwarb aus einer privaten Sammlung ein neues Fossil des berühmten Urvogels. Mayr und sein Team durften es untersuchen. In der aktuellen Ausgabe von Science stellen sie Archaeopteryx Nummer 10 vor.

Bild des neuen Archaeopteryx-Exemplars. Das ultraviolette Licht macht die Knochenstruktur besonders plastisch. (Bild: G. Mayr/Senckenberg)

Das neue Archaeopteryx-Fossil ist fast vollständig und äußerst gut erhalten, vor allem aber gibt es deutliche Hinweise auf die Verwandtschaftsbeziehungen des berühmten Vogels. Der Schädel ist kaum zerdrückt und wesentlich intakter als bei allen anderen Exemplaren. Erstmals sieht man den Kopf von oben, so dass auch die Gaumenknochen zu erkennen sind und sie sind denen von theropoden Dinosauriern wesentlich ähnlicher, als bisher gedacht. „Hätte man den Schädel allein gefunden“, so Projektleiter Gerald Mayr im Gespräch mit Telepolis, „hätte man ihn nie einem Vogel zugeordnet. Man hätte ihn eher als kleinen Dinosaurier beschrieben. Denn der Archaeopteryx-Schädel ist dem von Deinonychosauriern unglaublich ähnlich, und das sieht man bei diesem Exemplar deutlicher als bei allen anderen.“

Am Fuß weist Archaeopteryx Nummer 10 noch ein weiteres Merkmal auf, das in der Diskussion über die Abstammung der Vögel eine wichtige Rolle gespielt hat: der Mittelfußknochen. Er besitzt ganz deutlich einen nach oben gerichteten Fortsatz – ein weiteres typisches Merkmal für theropode Dinosaurier. „Man hat lange diskutiert, ob dieser Fortsatz beim Archaeopteryx vorhanden ist oder nicht“, erläutert Mayr. „Bei dem neuen Exemplar ist er jedoch ganz klar erkennbar, und ein weiteres Charakteristikum, das er mit den theropoden Dinosauriern teilt.“

Ein Vogelmerkmal, das die Forschung bislang auch dem Archaeopteryx zuschrieb, fehlt dem neuen Fund völlig: Heutige Vögel haben vier Zehen, ihre Hinterzehe ist permanent nach hinten gedreht. Und man ging davon aus, dass das beim Urvogel auch so war. Doch bei „Specimen Thermopolis“ sieht man sehr deutlich, dass die Hinterzehe zur Seite gespreizt, also ganz ähnlich orientiert ist, wie der Daumen einer menschlichen Hand. Der Forschung war das bislang nicht aufgefallen, es war schlicht übersehen worden, denn tatsächlich, so Mayr, ist es bei dem Solnhofener und dem Berliner Exemplar deutlich erkennbar:

Bei den meisten früheren Exemplaren ist der Fuß seitlich eingebettet. Das ist der Grund, warum man dieses Merkmal einfach übersehen hat. So eine nach der Seite abgespreizte Kralle wird, wenn der Fuß seitlich eingebettet ist, durch den Sedimentdruck von oben so hingedrückt, dass es wie nach hinten weggedreht wirkt. Bei dem neuen Fossil sieht man das Tier aus einer ganz anderen Lage, nämlich von oben, und da erkennt man ganz deutlich, dass die Hinterzehe nicht nach hinten gedreht ist, bei beiden Füßen.

Mit dieser Entdeckung ist das letzte typische Vogelmerkmal, das dem Archaeopteryx noch attestiert wurde, vom Tisch. Es gibt kein Merkmal mehr, das den Urvogel mit modernen Vögeln verbindet, und das nicht auch bei anderen theropoden Dinosauriern zu finden ist.

Skelett mit Ansicht auf Flügel und Federn. Das neue Fossil weist wichtige Merkmale an Füßen und Schädel auf, die belegen, dass die Vögel von den theropoden Dinosauriern abstammen. (Bild: G. Mayr/Senckenberg)

Bereits seit einigen Jahren wird die verwandtschaftliche Beziehung des Archaeopteryx mit den theropoden Dinosauriern, insbesondere mit den Deinonychosauriern und den Dromaeosaurier, diskutiert. Mayr und seinem Team ist es nun gelungen zu zeigen, dass diese Beziehung so eng ist, dass es überhaupt schwierig geworden ist, klar zu trennen, was ein primitiver Vogel ist und was z. B. ein Dromaeosaurier. Fossil 10 hat diese Unterschiede völlig verwischt. Denn er zeigt nunmehr viele sehr charakteristische Merkmale von Dromaeosauriern und Deinonychosauriern, die bisher so nicht erkannt wurden: dazu gehört auch die Anpassung an die extrem nach oben gebogene (hyperextended) zweite Zehe,– berühmt geworden als Killerkralle bei dem Velociraptor aus Jurassic Park.

Mit dem neuen Fossil gibt es keinen Zweifel mehr daran, dass die Vögel aus einer bestimmten Gruppe von theropoden Dinosauriern entstanden. Und das bedeutet wiederum auch, so Mayr, dass womöglich einige der Deinonychosaurier sekundär flugunfähige Vögel waren. D h., dass sie einmal fliegen konnten, diese Flugfähigkeit dann jedoch wieder verloren haben, wie zum Beispiel die heutigen Straußenvögel.

Welche Fragen sind damit noch offen? „Jetzt geht es vor allem darum, die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Vögeln und den basalen Deinonychosauriern zu klären“, erläutert Mayr. „Denn es steht nun außer Frage, dass beide auf ein gemeinsame Stammform zurückgehen. Die genauen Verwandtschaftsbeziehungen festzustellen, ist der nächste Schritt, da ist noch viel Arbeit zu tun. Beim Archaeopteryx selber gibt es noch zahlreiche unbekannte Skelettmerkmale. Die Unterseite des Schädels beispielsweise. Hier werden Röntgenuntersuchungen des neuen Fossils bestimmt noch Ergebnisse liefern. Auch die Federn sind bei dem neuen Stück sehr schön erhalten, sie könnten Neues über die exakte Anordnung der Federn erzählen.“ (Katja Seefeldt)

Anzeige