Erforsche den Stammbaum der Vögel

Musteraufsatz – Woche 4

Erforsche den Stammbaum der Vögel

Dieser Aufsatz wurde für den AMNH-Online-Kurs „Die Verbindung zwischen Dinosauriern und Vögeln“ entwickelt, einem Teil der „Seminars on Science“, einem Programm von Online-Fortbildungskursen für K-12-Pädagogen auf Hochschulniveau.

Betrachtet man den Stammbaum der Vögel, gibt es drei wichtige Aspekte zu beachten.

• Frühe Vögel wie der Archaeopteryx sind in ihrer Anatomie fortgeschrittenen nicht-avischen Dinosauriern wie dem Velociraptor extrem ähnlich. Zum Beispiel hatten beide lange knöcherne Schwänze und Zähne.
• Früh in der Vogelgeschichte gab es fliegende Vögel und nicht fliegende Vögel. Zu dieser großen Formenvielfalt gehörten flugunfähige Tauchtiere wie Hesperornis und kleine aktive Flieger wie Apsaravis.
• Vögel mit vielen der fortschrittlichen Merkmale, die wir als charakteristisch für moderne Vögel ansehen, lebten zur gleichen Zeit wie die nichtavischen Dinosaurier.

Die einzigartigen Merkmale der Vögel müssen sich also schon sehr früh während der Abspaltung von den nicht-avischen Theropoden entwickelt haben.

Bevor wir fortfahren, ist es vielleicht interessant zu wissen, dass die Entschlüsselung des Stammbaums der Tiere am Übergang von den nicht-avischen Dinosauriern zu den Vögeln eines der heißesten Themen überhaupt ist. Es steht im Mittelpunkt umfangreicher Bemühungen von Wissenschaftlern auf vielen Teilen des Globus. Die meisten Forscher sind sich einig, dass kleine zweibeinige Dinosaurier, die Troodontiden und Dromaeosaurier, die nicht-avianischen Dinosauriergruppen sind, die am engsten mit den Vögeln verwandt sind. Diese kleinen Dinosaurier haben viele Gemeinsamkeiten mit modernen Vögeln und sogar noch mehr mit primitiven Vögeln wie dem Archaeopteryx.

Verbindung zwischen Vögeln und Dinosauriern

Um zu zeigen, dass nicht-avianische Dinosaurier und Vögel verwandt sind, brauchten die Wissenschaftler Fossilien sowohl von fortgeschrittenen Dinosauriern als auch von primitiven Vögeln, um Merkmale zu vergleichen. Aber zum Zeitpunkt der Entdeckung des Archaeopteryx waren noch keine guten Exemplare von kleinen, fortgeschrittenen Dinosauriern gefunden worden. Als sie Ende des 20. Jahrhunderts gefunden wurden, zeigten sie, dass es, abgesehen von der relativen Länge der Vorderextremitäten, nur sehr wenige Unterschiede zwischen primitiven Vögeln wie Archaeopteryx und fortgeschrittenen Theropoden wie dem Dromaeosaurier Velociraptor gibt. Beide haben:

• Scherenknochen
• Federn
• Brustknochen
• Handgelenke, die einen halbmondförmigen Knochen enthalten
• Hände wie die meisten anderen fortgeschrittenen Theropoden, mit drei Fingern, wobei der Mittelfinger der längste ist

Teilweise war der Archaeopteryx deshalb so wichtig, weil er lange Zeit das einzige gut erhaltene frühe Vogelfossil war. All das hat sich nun geändert. Während wir sprechen, gibt es mehrere neu gefundene Fossilien, die Übergangskörperpläne von nicht-avischen Dinosauriern zu modernen Vögeln dokumentieren.

Am besten kann man diese aus der Perspektive eines Stammbaums betrachten. Wenn man auf der genealogischen Leiter vom Archaeopteryx zu den modernen Vögeln aufsteigt, ist der nächste frühe Vogel Confuciosornis. Dieses Tier wurde vor etwa sechs Jahren gefunden. Inzwischen gibt es fast tausend Exemplare. Im Gegensatz zum Archaeopteryx fehlt ihm ein langer Schwanz und er hat keine Zähne. Trotzdem hat es noch drei einzelne Knochen in der Hand. Einige Confuciusornis-Exemplare besitzen lange Schwanzfedern, wie die eines Paradiesvogels. Diese Federn könnten das Brutgefieder der Männchen darstellen.

Nach Confuciusornis gibt es eine Linie von primitiven Vögeln, die direkt zu den modernen Vögeln führt. Zu dieser Vielfalt aus dem Mesozoikum gehören Vögel wie der Hesperornis – ein drei Meter großer Wasservogel, der vor etwa 70 Millionen Jahren in dem Meeresarm lebte, der Nordamerika halbierte. Hesperornis konnte nicht fliegen, aber er hatte Zähne. Ein weiteres besonders interessantes Tier ist Apsaravis, ein kleiner, rotkehlchengroßer Flugvogel aus der Mongolei. Dieses kleine Tier war ein aktiver Flieger, der zweifellos über den Köpfen und um die Füße seiner nicht-avischen Dinosaurier-Verwandten herumflog.

Die dominierende Gruppe von Vögeln, die während des Mesozoikums lebte, waren jedoch die Enantiornithinen, auch bekannt als „Gegenvögel“. Diese Tiere hatten eine große Verbreitung und Vielfalt während des Zeitalters der Dinosaurier. Einige von ihnen hatten sogar Zähne, einige waren wahrscheinlich gute Flieger und andere ähnelten eher Bodenvögeln.

Die Diversifizierung der Vogelarten, die wir heute sehen, fand erst relativ spät in der Vogelgeschichte statt. Die ersten Vertreter der Vögel, die zu den modernen Gruppen gehören, sind Seetaucher, Haubentaucher und ähnliche Wasservögel, deren Fossilien am Ende der Kreidezeit gefunden wurden, kurz bevor die nicht-avischen Dinosaurier ausstarben.

Archaeopteryx ist der primitivste bekannte Vogel und damit der primitivste bekannte Vogeldinosaurier. Das erste Exemplar wurde in den 1850er Jahren entdeckt, etwa zur gleichen Zeit, als Charles Darwin „On the Origin of Species“ veröffentlichte. Dieses Buch war eines der einflussreichsten, das jemals veröffentlicht wurde, da es die grundlegenden Prinzipien der Evolution durch natürliche Selektion darlegte. Darwins Buch erklärte, dass die Evolution die große Summe kleiner Veränderungen sei; auf diese Weise sagte er voraus, dass Übergangsformen zwischen modernen Arten gefunden werden würden. Der Archaeopteryx war, wie Thomas Huxley sofort erkannte, nur eines dieser physischen Bindeglieder zwischen nicht-avischen Dinosauriern und Vögeln. Er war insofern ein naher Verwandter der Vögel, als er einen Querlenker und eine umgekehrte erste Zehe an seinem Fuß hatte. (Dies ist die Zehe, die es einigen Vögeln ermöglicht, sich aufzusetzen.) Er hatte auch Federn. Einige der Federn waren asymmetrisch, was bedeutet, dass die Vorderkante der Feder kürzer war als die Hinterkante. Solche Federn deuten darauf hin, dass der Archaeopteryx eine gewisse Flugfähigkeit besaß. Gleichzeitig hatte er aber auch viele Merkmale, die primitiver sind und eher den nicht-avischen Theropoden ähneln. Zum Beispiel hatte Archaeopteryx einen langen knöchernen Schwanz, ähnlich wie bei den Dromeosauriern, während dieser Schwanz bei den modernen Vögeln verkürzt und zu einem dreieckigen Teil, dem Pygostil, verschmolzen ist. Archaeopteryx hatte auch Zähne, drei separate Vorderfinger und ein Brustbein ohne Kiel, wie viele nicht-avische Theropoden (außer T. rex und Oviraptoriden). Bei modernen Vögeln sind die Zähne verloren gegangen, und die drei Finger und der halbmondförmige Knochen im Handgelenk sind alle zu einem einzigen Knochen in der Hand verschmolzen.