Gehirn gefiederter Dinos war schon flugbereit

Lange Zeit schien der Unterschied zwischen Vögeln und Dinosauriern klar: Vögel haben Federn und können fliegen, Dinos nicht. Doch zumindest einige Dinosaurier hatten nicht nur bereits Federn, sie waren auch neurologisch bereits auf das Fliegen vorbereitet: Analysen von US-Forscher zeigen, dass das Vorderhirn dieser Dinos vergrößert war und damit dem der Vögel mehr ähnelt als das des „Urvogels“ Archaeopteryx.

Das Gehirn der heutigen Vögel ist perfekt an die komplexen Anforderungen des Fliegens angepasst: In ihm sind die Bereiche auffallend vergrößert, die für die Verarbeitung optischer Informationen und für die Koordination der Körperbewegungen zuständig sind. „Die Rate dieser Enzephalisation ist sechs bis elf Mal höher als in anderen Tiergruppen“, erklären Amy Balanoff vom American Museum of Natural History in New York und ihre Kollegen. Eine ähnliche Vergrößerung des Gehirns im Verhältnis zur Körpergröße gebe es sonst nur innerhalb der Säugetiere.

Bei den Vögeln beginnt dieser neuronale Zuwachs bereits früh in ihrer evolutionären Entwicklung: So hat beispielsweise bereits der „Urvogel“ Archaeopteryx ein Gehirn, das in seinem Volumen relativ zur Körpergröße zwischen dem von frühen Dinosauriern wie dem Tyrannosaurus rex und den heutigen Vögeln liegt, wie die Forscher berichten. In ihrer Studie wollten Balanoff und ihre Kollegen nun genauer erkunden, ob der Archaeopteryx in dieser Hinsicht wirklich ein Zwischenglied zwischen Vögeln und Dinos ist, oder ob vielleicht auch andere, eng verwandte Dinosaurier bereits die typisch vergrößerten Vorderhirne zeigen.

Vergleich der Hirnvolumen

Um das zu klären, untersuchten die Forscher die fossilen Schädel von zwei Dutzend gefiederten Dinosauriern, darunter auch des Archaeopteryx, und einigen modernen Vögeln mittels Computertomografie und erstellten 3D-Modelle ihrer Hirnschalen. Anschließend ermittelten sie das Gesamtvolumen der Gehirne dieser Arten im Verhältnis zur Körpergröße, und vermaßen die Größen bestimmter Hirnregionen wie dem Großhirn und den Auswölbungen für Seh- und Riechzentrum.

Vergrößertes Gehirn eines heutigen Vogels zum Vergleich, hier eines Spechts. © Amy Balanoff / AMNH

Dabei zeigte sich, dass gleich einige der gefiederten Dinosaurier sogar größere Gehirne im Verhältnis zu ihrer Körpergröße besaßen als der Archaeopteryx. „Diese Art gilt oft als einzigartiges Bindeglied zwischen gefiederten Dinosauriern und den Vögeln“, sagt Balanoff. Dies aber belege, dass er zumindest in punkto Hirnvolumen keineswegs eine Sonderstellung hatte. Stattdessen übertrumpften ihn dabei einige Oviraptoren und auch der Deinonychosaurier Zanabazar junior. Auch die bei Vögeln überproportional großen Hirnbereiche wie Vorderhirn, Kleinhirn und optische Zentren sind bei einigen dieser Dinosaurier größer als beim Archaeopteryx.

Flugbereit im Geiste

Die Forscher ziehen aus diesen Ergebnissen zwei Schlussfolgerungen: Zum einen gibt es demnach keine klare, an der Größe oder Anatomie ablesbare Trennung zwischen dem typischen Vogelhirn und dem seiner Vorgänger. Stattdessen begann die Vergrößerung der Gehirne bereits vor der Entwicklung der ersten echten Urvögel – oder aber diese Merkmale entwickelten sich unabhängig voneinander in verschiedenen Dinosauriergruppen.

Zum anderen aber könnten damit auch einige Nicht-Vogel-Dinosaurier bereits die neurologischen Voraussetzungen für das Fliegen besessen haben. „Wenn der Archaeopteryx ein flugbereites Gehirn besaß – was ziemlich sicher der Fall war – ,dann hatten das auch mindestens einige der anderen eng verwandten Dinosaurier“, so Balanoff. Das stützt Theorien, nach denen einige der vierflügeligen Deinonychosaurier, darunter Microraptor zhaoianus und Anchiornis huxleyi, bereits kurze Gleitflüge beherrscht haben könnten. (

Nature, 2013; doi: 10.1038/nature12424)

(Nature, 01.08.2013 – NPO)