Archaeopteryx

Archaeopteryx
Archaeopteryx – Bild: Elenarts / Shutterstock.com

Der Archaeopteryx gehört zu den bekanntesten Urzeitwesen.

Er gilt als Zwischenform von Dinosauriern und Vögeln.

Die Urschwinge

Der Archaeopteryx zählte zu den Archosauriern. Sein Name stammt aus dem Altgriechischen und bedeutet übersetzt „Urschwinge“ oder „Urzeitschwinge“. Er lebte während des Oberjura vor etwa 152,1 bis 145 Millionen Jahren. Er wird als Übergangsform zwischen Echsenbeckendinosauriern (Theropoden) und Vögeln angesehen. Entdeckt wurde sein Fossil erstmals in Deutschland in den Solnhofener Plattenkalken in der Fränkischen Alb.

Merkmale des Archaeopteryx

Der Archaeopteryx erreichte die Größe eines Raben. Dabei kam er auf eine Körperlänge von ungefähr 50 bis 60 Zentimetern. Sein Gewicht betrug 0,8 bis 1 Kilogramm. Er besaß verschiedene reptilienartige Merkmale, die die späteren Vögel im Laufe der Zeit ablegten, sowie einige Eigenschaften, die als typisch für Vögel gelten.

Im Gegensatz zu anderen Dinosauriern ähnlicher Größe, die aus der Gruppe der Coelurosauria stammten, verfügte der Archaeopteryx über ein Gabelbein. Es entstand aus einer Verschmelzung von zwei Schlüsselbeinen. Aus diesem Grund wurde er in die Gruppe der Vögel sowie ihrer unmittelbaren Verwandten eingeordnet.

Ob es sich beim Archaeopteryx jedoch tatsächlich um einen wirklichen Vorfahren der Vögel oder den Angehörigen einer verwandten Vogelgruppe, die inzwischen ausgestorben ist, handelt, ließ sich von der Fachwelt noch nicht abschließend klären. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass der Archaeopteryx ein Dinosaurier war, der den Vögeln stark ähnelte und zu den Deinonychosauria gehörte.

Außerdem ergaben sich die letzten Jahre über Zweifel, dass der Archaeopteryx auch wirklich zu den Vögeln gehörte. So lässt sich die Struktur seiner Knochen eher den Dinosauriern zuordnen als den Vögeln. 2011 erfolgte die Einordnung des Xiaotingia zheng, der zu den engen Verwandten des Archaeopteryx zählt, zur Paravis-Gruppe. Diese verfügt sowohl über Merkmale der Vögel als auch der Deinonychosauria.

Schon vorher bestand die Annahme, dass der Archaeopteryx keinen direkten entwicklungsgeschichtlichen Zusammenhang zu den modernen Vögeln aufweist. Aus diesem Grund ordnete die Fachwelt ihn einer Schwestergruppe der Vögel zu.

Im Jahr 2013 konnte aber ein rund 160 Millionen Jahre altes Fossil entdeckt werden, dass den Archaeopteryx doch wieder als echten Vorfahren der Vögel einordnete. Das Fossil erhielt die Bezeichnung „Aurornis xui“ und bekam die Klassifizierung als Urvogel, der den Anfang der Stammesgeschichte der Vögel markiert. So nahm der Archaeopteryx den Status eines echten Vorfahren der Vögel ein.

Zu den urtümlichen Merkmalen des Urvogels gehören Bauchrippen, Zähne, einige unverschmolzene Beckenwirbel, drei Fingerklauen, eine längere Schwanzwirbelsäule sowie Beckenknochen, Mittelfußknochen, Mittelhandknochen und Fußwurzelknochen, die nicht miteinander verschmolzen sind.

Als vogeltypische Merkmale gelten die asymmetrischen Schwungfedern und die Schlüsselbeine, die sich zu einem Gabelbein verschmolzen. Außerdem orientierte sich die erste Fußzehe in die hintere Richtung.

Systematik

Der Archaeopteryx gilt als urtümlichster aller Vögel. Sämtliche Arten, bei denen eine entferntere Verwandtschaft besteht als zum Archaeopteryx, werden nicht als den Vögeln zugehörig eingestuft.

Bei den Dinosauriern werden die Deinonychosaurier als enge Vogelverwandte betrachtet. Ihre Zusammenfassung erfolgt in die übergeordnete Gruppe Paraves.

Ähnliche Hirnstruktur wie bei den Vögeln

Im Jahr 2004 wurde bei einem Schädel des Archaeopteryx ein Computer-Scanning vorgenommen. Die Untersuchungen zeigten, dass zwischen der Hirnstruktur des Urvogels und den Vögeln der Gegenwart nur geringfügige Unterschiede bestanden. Das Gehirn des Archaeopteryx fiel ein wenig kleiner aus als das der heutigen Vögel, war jedoch eindeutig größer als das von Reptilien.

Die Einteilung der Hirnregionen deutet auf einen sehr guten Gleichgewichtssinn des Archaeopteryx hin. So könnte er in der Lage zu komplexen Flugbewegungen gewesen sein. Dies spricht wiederum für die enge Verwandtschaft mit den Vögeln.

Allerdings ergab eine Untersuchung aus dem Jahr 2013 an mehreren vogelähnlichen Sauriern, dass die Hirnstrukturen in großer Anzahl mehr den Vögeln ähnelten als die des Archaeopteryx. So treffen die Ähnlichkeiten zu den Vögeln offensichtlich auf die meisten Theropoden zu.

Die Farbe der Federn

Die Untersuchungen an den Federn des Archaeopteryx weisen darauf hin, dass sie eine rötliche, schwarze oder braune Färbung besaßen. Pigmentreste, die auf die Farben Grün, Gelb oder Blau hindeuten, fanden sich dagegen nicht.

Konnte der Archaeopteryx fliegen?

2010 wurden von einigen Wissenschaftlern die Flugfähigkeiten des Archaeopteryx angezweifelt. So erwies sich der Schaft der Primärfedern als zu dünn für aktive Flüge. Daher schrieben sie dem Urvogel lediglich Gleiteigenschaften zu.

2011 kam es jedoch zum Nachweis von Melanin in einer einzelnen Schwungfeder des Archaeopteryx. Das Pigment Melanin sorgte für die Stabilität der Feder, sodass sie widerstandsfähiger wurde.

Weitere Untersuchungen aus dem Jahr 2012 brachten einen anderen Aufbau der Archaeopteryx-Flügel als bei den modernen Vögeln zutage. Lange Deckfedern überzogen die Schwungfedern, sodass ein zielgerichtetes Spreizen der Federn nicht möglich war. Ein Bodenstart sowie langsame Flugmanöver wären dadurch schwierig gewesen, was eher für die Gleitflugthese spricht.

Bewohnte der Archaeopteryx Bäume oder den Erdboden?

Aufgrund seiner Ausstattung mit einem langen knöchernen Schwanz und schlanken Beinen wird angenommen, dass der Archaeopteryx schnell rennen konnte und auch sonst sehr wendig war. An seinen Händen unter der Flügelkante besaß er drei Finger mit Krallen.

Anfangs wurde vermutet, dass der Urvogel auf Bäumen in Wäldern lebte. Es galt lange Zeit als wahrscheinlich, dass er auf Bäume kletterte, um nach Nahrung wie Insekten zu suchen. Anschließend glitt er von einem Baum zum nächsten.

Als im Jahr 2003 ein weiteres Fossil des Archaeopteryx entdeckt und untersucht wurde, stellte sich jedoch heraus, dass er nicht imstande war, seine erste Zehe komplett in die hintere Richtung zu drehen. Stattdessen spreizte er sie seitlich ab. Die zweite Zehe ließ sich weit in die obere Richtung drehen. Außerdem befand sich an der zweiten Zehe eine Kralle wie bei einem Dromoaeosaurier. Die Wissenschaftler nahmen deshalb eine größere Verwandtschaft des Archaeopteryx mit den Dinosauriern als mit den Vögeln an.

Lebensraum und Ernährungsweise des Archaeopteryx

In welchem Lebensraum der Archaeopteryx sein Dasein verbrachte, ist nicht bekannt. Auch die Fundstätten der Skelette lieferten darüber nur wenige Aufschlüsse. Die Gegend um Solnhofen, in der die ersten Fossilienfunde des Urvogels gemacht wurden, war vor ca. 150 Millionen Jahren ein flaches, subtropisches Randmeer. So befanden sich dort Korallenriffe, kleinere Inseln und Becken wie Lagunen. Durchaus möglich, dass sich der Archaeopteryx von einer Insel zur anderen fortbewegte.

Beim Archaeopteryx handelte es sich um einen Fleischfresser. Es wird angenommen, dass seine Ernährung aus Insekten bestand, weil sein rund zwei Zentimeter großer Kopf mit einem Maul mit spitzen Zähnen sowie großen Augen ausgestattet war. Vermutlich machte er bei Tag Jagd auf die Insekten. Auch kleine Reptilien sollen auf seinem Speiseplan gestanden haben.

Seh- und Hörvermögen des Archaeopteryx

Unterschiedliche Studien ergaben, dass der Archaeopteryx über ein relativ gutes Riechvermögen verfügte. Weniger gut war dagegen sein Hörvermögen ausgeprägt. Daraus folgerten die Forscher, dass es sich bei dem Urvogel um einen Einzelgänger handelte, denn um in einer Gruppe gemeinsam zu agieren, wäre eine Verständigung untereinander nötig gewesen.

Fortpflanzung

Nur wenig ist über die Fortpflanzung des Archaeopteryx bekannt. Sein Federkleid weist darauf, dass er seine Brut pflegte und versuchte, das Nest vor Kälte zu schützen. Es ist möglich, dass aus der Schnauze eines Reptils im Laufe der Zeit ein spitzer Schnabel hervorging, sodass er damit den jungen Tieren Futter zukommen ließ.

Die Entdeckung des Archaeopteryx durch den Menschen

Erstmals offiziell entdeckt wurden Fossilien des Archaeopteryx im Jahr 1860 in einem Steinbruch im mittelfränkischen Solnhofen. Der steinerne Abdruck enthielt eine einzelne Feder. Der Frankfurter Paläontologe für Wirbeltiere Herrmann von Meyer (1801-1869) beschrieb den Fund 1861 als „Alte Feder“. Von Mayer wurde auch der Ausdruck des Archaeopteryx geprägt.

Ein Teil des Abdrucks lässt sich noch heute im Berliner Museum für Naturkunde besichtigen, ein anderer Teil im Münchener Paläontologischen Museum. Allerdings konnte bis in die Gegenwart nicht eindeutig geklärt werden, ob die einzelne Feder auch tatsächlich vom Archaeopteryx stammte oder nicht. Eine Untersuchung aus dem Jahr 2019 weist jedoch darauf hin, dass sie zu einem anderen Urvogel gehört.

Bereits 1855 waren Spuren des Archaeopteryx gefunden worden. Es dauerte jedoch noch bis 1970, bis das Fossil dem Urvogel zugeordnet wurde.

Ein weiterer Fund des Archaeopteryx stammt aus dem Jahr 1861 und wurde auf der Langenaltheimer Haardt in der Nähe von Solnhofen gemacht. Dabei handelte es sich um den ersten kompletten Skelettfund, der einige Monate später vom Natural History Museum erworben wurde, weshalb er die Bezeichnung „Londoner Exemplar“ erhielt.

Der Kauf war auf das Betreiben des britischen Wissenschaftlers Richard Owen (1804-1892) erfolgt. Owen leitete seinerzeit die naturhistorische Sammlung des Britischen Museums. Außerdem war er ein überzeugter Gegner der Theorien von Charles Darwin (1809-1882). Lange Zeit musste der Fund deswegen unter Verschluss bleiben. Nur allmählich gelangten die Untersuchungsresultate an die Öffentlichkeit.

Bis in die Gegenwart fanden sich in Deutschland immer weitere neue Fossilien des Archaeopteryx.

Auswirkungen auf die Evolutionstheorie von Charles Darwin

In seiner Evolutionstheorie von 1859 hatte der britische Naturforscher Charles Darwin erklärt, dass während der Entwicklung von neuen Arten Übergangsformen entstanden. Diese besaßen sowohl Merkmale der alten als auch der neuen Gruppe. Bei der Veröffentlichung von Darwins Theorien waren jedoch noch keine derartigen Fossilien entdeckt worden. 1861 fand sich jedoch das erste Skelett des Archaeopteryx, womit sich zum ersten Mal Federn bei einem Wirbeltier belegen ließen.

Weil sich beim Archaeopteryx sowohl Merkmale von Dinosauriern bzw. Reptilien als auch Merkmale von Vögeln fanden, galt das Skelett als wichtiger Hinweis darauf, dass Charles Darwins Evolutionstheorie der Richtigkeit entsprach.

Von Darwins Gegenspieler Richard Owen wurde jedoch aus religiösen Motiven Darwins Evolutionstheorie abgelehnt. Jeden Hinweis auf vermittelnde Bindeglieder zwischen Vögeln und Reptilien vermied Owen und in seinen Beschreibungen kam es zu eklatanten Fehlern. Weil Owen die Evolutionstheorie nicht unterstützen wollte, kaufte er den Skelettfund aus Sonthofen und handelte damit gegen den Willen des Aufsichtsrates.

Eine systematische Beschreibung des Londoner Exemplars fand erst durch den Biologen und Anatomen Thomas Henry Huxley (1825-1895) statt. Huxley sah in dem Fund einen Beweis für die Korrektheit von Darwins Evolutionstheorie. Durch den Archaeopteryx wurde damit auch im Britischen Museum, der seinerzeit wichtigsten naturwissenschaftlichen Einrichtung der Welt, der Weg für die Evolutionstheorie frei.

Bedeutung des Archaeopteryx

Im Laufe der Zeit wurden immer weitere Fossilien von urtümlichen Vögeln sowie von vogelähnlichen Sauriern gefunden wie zum Beispiel in Nordostchina. Damit stand der Archaeopteryx nicht mehr alleine dar, sondern war Bestandteil einer Folge von Dinosauriern, die den Vögeln nach und nach immer mehr ähnelten.

Einige Paläontologen halten den Archaeopteryx jedoch nicht für deutlich vogelähnlicher als andere Saurier, die sich nicht den Vögeln zurechnen lassen. Dazu gehört u. a. der Microraptor.

Nach dem Fund des elften Archaeopteryx-Fossils, das 2011 an die Öffentlichkeit gelangte, konnten neue Untersuchungen an dem Federkleid stattfinden, weil dieses besonders gut erhalten war. Dabei gelangten die Forscher zu der Ansicht, dass das Federkleid in erster Linie dazu da war, den Urvogel zu wärmen, nicht aber, um ihm zum Fliegen zu verhelfen. Den Vergleich mit weiteren Federformen bei Dinosauriern verstärkte diese These noch.

Die Armschwingen halfen dem Archaeopteryx dabei, sein Gleichgewicht zu halten, wenn er schnell lief. Außerdem waren sie hilfreich für ihn, um sich zu tarnen.