Die Stammesgeschichte der Vögel

Archaeopteryx lithographica (© N. Tamura)

Archaeopteryx lithographica (© N. Tamura)

Die Evolution der Vögel beginnt im Jura. Die Vorfahren der Vögel waren nach Ansicht der Mehrzahl der Forscher kleine Raubdinosaurier (Theropoden) aus der Gruppe der Maniraptora, die nach dem derzeit bekannten Fossilbericht reine Bodenbewohner waren. Jedoch ist bis in die Gegenwart die wissenschaftliche Debatte zwischen den Anhängern der Baumspringer- bzw. Bodenläuferhypothese nicht entschieden. Die Vertreter der Minderheitenposition weisen darauf hin, dass es nach heutiger Kenntnis keine fliegenden oder gleitfliegenden Tiere gebe, die nicht von baumlebenden Vorfahren abstammen. Da kleine baumlebende Theropoden bisher unbekannt sind, müssten sich die Vögel aus anderen Reptilien entwickelt haben.
Das bekannteste Bindeglied zwischen Reptilien und den Vögeln ist die Gattung Archaeopteryx („altertümliche Feder“ oder „Urflügel“), die Flügel besaß, die große Ähnlichkeit mit den Flügeln moderner Vögeln haben. Fossilien dieser Gattung wurden in den Solnhofener Plattenkalken aus der Zeit des Oberjura gefunden. Archaeopteryx nimmt eine vermittelnde Position zwischen beiden Klassen ein, denn er zeigt mosaikartig sowohl Merkmale von Reptilien als auch solche von Vögeln. Aus diesem Grund sind unvollständig und schlecht erhaltene Exemplare – wie etwa beim „Haarlemer Exemplar“ im Teylers Museum – lange Zeit nicht als Fossilien dieses Tieres erkannt worden. Ob Archaeopteryx ein direkter Vorfahr („Urvogel“) der modernen Vögel ist, ist nicht geklärt, viele Forscher meinen, dass er einer blind endenden Entwicklungslinie angehört.
Der oberjurassische Archaeopteryx besaß noch Kiefer mit Zähnen, eine lange Schwanzwirbelsäule und bewegliche, bekrallte Mittelhandknochen. Vermutlich besaß er eine konstante, aktiv geregelte Körpertemperatur (Homoiothermie). Auch die aus den jüngeren Gesteinsformationen der Kreide erhaltenen Wasservögel waren bezahnt. Die heutigen Vogelgruppen mit ihren unbezahnten Kiefern haben sich seit dem Beginn des Känozoikums herausgebildet. Der in China gefundene kreidezeitliche Wasservogel Gansus yumenensis ist ein direkter Vorläufer der heutigen Vögel. Er ist 115-105 Millionen Jahre alt und lebte ähnlich wie heutige Wasservögel. Einige Millionen Jahre älter ist der Zweig der Enantiornithes, deren fossile Funde unter anderem im Nordosten Chinas gemacht wurden. Sie starben mit den Nicht-Vogel-Dinosauriern vor 65,5 Millionen Jahren aus.

Die Evolution der Feder

Caudipteryx (© Christophe Hendrickx)

Caudipteryx (© Christophe Hendrickx)

1995 in der Volksrepublik China entdeckte fossile Vögel aus der Unterkreide ähnelten Archaeopteryx hinsichtlich Krallenhand, Bauchrippen (Gastralia) und Beckenbau. Doch zeigten manche Versteinerungen Federn und ein kräftiges Brustbein wie heutige Vögel, ferner einen Schnabel ohne Zähne und nur noch eine kurze Schwanzwirbelsäule. Die 1998 veröffentlichte Erstbeschreibung des kleinen gefiederten Dinosauriers Caudipteryx trug wesentlich zum Verständnis der Evolution der Vögel, der Gefiederentwicklung und zum Teil des Vogelflugs bei. Demnach entwickelten die Vogelvorfahren zunächst sowohl an den Vorder- als auch an den Hinterextremitäten Federn und konnten damit im Gleitflug von Baum zu Baum gelangen. Die Flügelbildungen an den Hinterextremitäten wurden im Laufe der Evolution reduziert, sodass lediglich die Arm- und Handschwingen zum Fliegen übrigblieben.
Nach einer anderen These bildeten sich die Federn zuerst zum Schutz vor Wärmeverlust bei bodenlebenden, zweibeinigen Sauriern. Auch heutige Vögel haben Tausende von relativ einfach gebauten Flaumfedern, aber nur etwa 50 Schwungfedern. Eine Entwicklung von isolierendem Flaum zu komplexeren Flugfedern macht auch die Zwischenstufen der Entwicklung plausibler, die für das Fliegen noch ungeeignet waren.
Die Vögel entfalteten sich schließlich in der Zeit der Kreide zu großer Artenvielfalt, erlitten aber durch das Massenaussterben am Ende dieser Zeitabschnitts (Kreide-Tertiär-Grenze) – wie viele andere Gruppen von Lebewesen – einen erheblichen Verlust an Arten und höheren Taxa. Zu Anfang des Tertiärs entwickelten sich in sehr kurzer Zeit aus den vermutlich wenigen überlebenden Arten eine Vielzahl neuer Vogelgruppen, welche die Grundlage der heutigen Avifauna (Vogelwelt) bildete. Einige dieser Gruppen starben wieder aus. Vogelfossilien aus dem Eozän (z. B. aus der Grube Messel) belegen das Vorhandensein einer vielfältigen Avifauna, wobei nicht alle Arten heute noch lebenden Gruppen zuzuordnen sind. Ein Beispiel für Vertreter ausgestorbener Gruppen sind große, fleischfressende, flugunfähige Vögel wie Gastornis, die im Eozän die ökologische Rolle der noch nicht entwickelten Raubtiere eingenommen haben könnten.

Mehr zur Stammesgeschichte einzelner Vogelgruppen findet man hier.

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