Fledermaus-großer Dinosaurier gibt Aufschluss über Evolution des Fliegens

Die Forscher vom Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften beschrieben und analysierten die gut erhaltenen Überreste einer neuen Art von jurazeitlichen Scansoriopterygidaen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Paläontologen in dem Fachmagazin „Nature“.

Die neue Art, Ambopteryx longibrachium genannt, gehört zur Familie der Scansoriopterygidae, einer der bizarrsten Gruppen von nicht-vogelartigen Theropoden. Mit einem Gewicht von nur etwa 200 Gramm und der Größe einer Fledermaus erscheint der neue Dinosaurier eher grazil, als furchteinflößend.

Die Scansoriopterygidaen unterscheiden sich von anderen Theropoden in ihren Körperproportionen, insbesondere im Verhältnis zu den Vorderbeinen. Zudem besitzen sie eine bizarre Flügelstruktur, die erstmals bei Yi Qi (zu Deutsch „seltsamer Flügel“), einem engen Verwandten des Ambopteryx, entdeckt wurde.

Im Gegensatz zu anderen fliegenden Dinosauriern haben diese beiden Arten membranartige Flügel. Diese werden von einem stabförmigen Knochen des Handgelenkes getragen, der bei keinem anderen Dinosaurier zu finden ist. Dieses Merkmal ist stattdessen den Pterosauriern und Flughörnchen vorbehalten.

Zwei Arten – zwei Wege zu Fliegen

Bis zur Entdeckung des Yi Qi im Jahr 2015 war ein solcher Flugapparat bei Theropoden völlig unbekannt. Aufgrund der unvollständigen Erhaltung im Holotyp und des einzigen bekannten Exemplars von Yi Qi diskutierten die Forscherwelt heftig über die Authentizität dieser Strukturen und ihre genaue Funktion.

Als das bisher am besten erhaltene Exemplar besitzt Ambopteryx neben der membranartigen Flügel auch das stabförmige Handgelenk und unterstützt damit die weit verbreitete Existenz dieser Flügelstrukturen innerhalb der Familie der Scansoriopterygidae.

Die Paläontologen verglichen dabei Ambopteryx Merkmale mit denen von nicht-vogelartigen Coelurosauriern und anderen Zeitgenossen. Die Ergebnisse zeigten deutliche Veränderungen in der Entwicklung der Flügelarchitektur. So entwickelten sich die beiden Klassen in unterschiedliche Richtungen und schlugen gegensätzliche evolutionäre Wege des Fliegens ein.

Cladogramm und Phylomorphologie mesozoischer Coelurosaurier. Foto: WANG Min

Unterschiedliche Voraussetzungen

Interessanterweise wurde die Extremitätenverlängerung, ein wichtiges Merkmal fliegender Dinosaurier, bei Scansoriopterygiden in erster Linie durch Verlängerung des Oberarmknochens und der Elle erreicht. Bei den bei nicht-scansoriopterygiden Dinosauriern, einschließlich Microraptoren und Vögeln, wurden die Mittelhandknochen verlängert.

Dieses Längenverhältnis wurde bei den Scansoriopterygiden mit dem Vorhandensein einer verlängerten Handwurzel und des stabförmigen Handgelenks ausgeglichen. Diese bildeten zugleich die Hauptstütze für die membranartigen Flügel.

Im Gegensatz dazu waren die relativ langen Mittelhandknochen bei den meisten vogelartigen Dinosauriern da, um eine große Fläche für die Befestigung der Flugfedern zu gewährleisten. Zu diesem Entschluss kamen die Forscher beim Studieren der Flügeloberfläche von Microraptoren und Vögeln.

a. Fossil; b. Rekonstruktion, Maßstab gleich 10 mm; c. Melanosomen des Membranflügels (mw); d. Darstellung des Mageninhalts. Foto: WANG Min

Nur eine Flugvariante war auf lange Sicht erfolgreich

Die Kombination aus kurzen Mittelhandknochen und membranartigen Flügeln zeigt im Vergleich zu langen Mittelhandknochen und gefiederten Flügeln, wie sich die Entwicklung der beiden Flugstrategien auf die gesamte Struktur der Vordergliedmaßen auswirkte.

Bisher stammen alle bekannten Scansoriopterygiden aus der Spätjura. Für die Paläontologen deutet dies darauf hin, dass diese Flügelstruktur eine kurzlebige und wenig erfolgreiche Variante der Fortbewegung darstellt.

Im Gegensatz dazu wurden gefiederte Flügel, die erstmals bei nicht-vogelartigen Dinosauriern der Spätjura dokumentiert wurden, durch die Entwicklung zahlreicher Skelett- und Weichteilmodifikationen weiter verfeinert, was zu mindestens zwei zusätzlichen unabhängigen Ursprüngen des Dinosaurierfluges führte und letztendlich zum heutigen Erfolg moderner Vögel führte. (ts)

Lebendrekonstruktion des bizarren, membranartig geflügelten Ambopteryx Longibrachiums. Foto: WANG Min