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Gefiederter Dinosaurier aus China wirft neues Licht auf die Evolution des Fliegens
Gefiederte Dinosaurier wie die Microraptorinen besaßen zahlreiche anatomische Merkmale, die auch den Vogelflug ermöglichen. Ein ungewöhnlich vollständiges Fossil aus China zeigt nun, dass viele dieser Eigenschaften in beiden Linien wohl unabhängig entstanden sind. Entscheidend ist die Reihenfolge der Veränderungen, die sich bei Microraptorinen und frühen Vögeln deutlich unterscheidet.
Teramo (Italien). Die kleinen Microraptorinen gehören zu den Paraves, der Gruppe aus Vögeln und ihren nächsten dinosaurischen Verwandten, und einige Arten trugen lange Schwungfedern an Vorder- und Hinterbeinen. Mehrere Merkmale ihres Brustkorbs, der Schultern und Vorderextremitäten ähneln zudem Anpassungen des Vogelflugs, weshalb seit Langem umstritten ist, ob beide Linien diese Ausstattung erbten oder getrennt entwickelten.
Ein neues Fossil aus der Jiufotang-Formation im Nordosten Chinas liefert dieser Debatte zusätzliche Daten, weil sein fast vollständiges Skelett 57 Zentimeter lang ist und Reste des Gefieders an Armen, Beinen und Schwanz bewahrt. An der Vorderextremität liegen wahrscheinlich asymmetrische Konturfedern vor, ihre genaue Länge und Form lassen sich wegen der Erhaltung aber nicht sicher bestimmen.
Forscher des OPHIS Museo Paleontologico e Centro Erpetologico in Teramo um Dr. Andrea Cau haben das Fossil als neue Art Norellraptor barsboldi beschrieben. Es wurde nahe Lamadong im Westen der chinesischen Provinz Liaoning gefunden und 2023 einem Universitätsmuseum übergeben, nachdem ein örtlicher Landwirt das Exemplar entdeckt hatte.
Für die Altersbestimmung untersuchte das Team die Mikrostruktur der linken Speiche, eines Unterarmknochens, und identifizierte darin zwei deutliche Wachstumslinien. Weil ältere Knochenschichten teilweise abgetragen wurden, schätzen die Forscher das Mindestalter beim Tod auf drei Jahre und ordnen den Norellraptor dennoch noch einer späten Jugendphase zu.
In ihrer Stammbauanalyse rekonstruierten die Forscher 194 anatomische Veränderungen innerhalb der Microraptorinen, von denen 57 nach dem Modell auch unabhängig in der Vogellinie entstanden. Das entspricht rund 30 Prozent und betrifft unter anderem Veränderungen an Brustbein und Schultergürtel, robustere Vorderextremitäten, die Verschmelzung von Handwurzel und Mittelhand sowie spezielle Federn am ersten Finger.
Entscheidend war jedoch nicht nur, welche Merkmale beide Linien teilen, sondern in welcher Reihenfolge sie im Lauf der Evolution auftraten. Bei den Microraptorinen wurden zunächst die Fingerknochen relativ kürzer, während Veränderungen am Handgelenk und Brustbein später folgten. Bei den frühen Vögeln rekonstruiert die Analyse hingegen die umgekehrte Abfolge.
Auch statistisch ließ sich zwischen den beiden Reihenfolgen kein signifikanter Zusammenhang nachweisen, weder für alle untersuchten Merkmale noch für Schulter und Vorderextremität allein. Als die Forscher Microraptorinen versuchsweise innerhalb der Vogellinie einordneten, benötigten die sparsamsten Stammbäume außerdem 23 zusätzliche Evolutionsschritte.
Zusammen spricht dies gegen die Vorstellung, dass Microraptorinen und Vögel ihren vollständigen Flugapparat aus einem einzigen gemeinsamen Bauplan übernommen haben. Die Autoren folgern stattdessen, dass unterschiedliche Selektionsdrücke in beiden Linien ähnliche anatomische Lösungen unabhängig voneinander hervorgebracht haben könnten.
Die Studie rekonstruiert die Evolution anatomischer Fluganpassungen, untersucht aber keine konkrete aerodynamische Leistung des Norellraptor und beantwortet deshalb nicht direkt, ob und wie gut das Tier aktiv fliegen oder gleiten konnte. Auch die Hinweise aus dem Knochenwachstum sind nach Einschätzung der Autoren noch vorläufig, weil bislang nur wenige vergleichbare Microraptorinen histologisch untersucht wurden.