Zum ersten Mal haben Paläontologen per Röntgenanalyse einen Einblick in die chemische Zusammensetzung von Knochen und Federn des Urvogels Archaeopteryx gewonnen. Die erste chemische Karte des Fossils enthüllt unter anderem, dass die Federn und Knochen des 150 Millionen Jahre alten Relikts die gleichen Elemente enthielten wie die der heutigen Vögel. Die jetzt in der Fachzeitschrift „Proceedings of National Academy of Science” (PNAS) veröffentlichten Daten geben völlig neue Einblicke in die Lebenswelt des Urvogels.
Als das erste Fossil eines Archaeopteryx im Jahr 1861 gefunden wurde, hatte Charles Darwin gerade erst seine „Entstehung der Arten“ veröffentlicht. Die Entdeckung dieses Bindeglieds zwischen Vögeln und Dinosauriern lieferte den bis dato stärksten Beleg für die noch junge Evolutionstheorie. Seither sind noch neun weitere Vertreter dieses „Urvogels“ gefunden worden, das letzte, das so genannte „Thermopolis-Exemplar“ im Jahr 2005. Diese besonders gut erhaltene Fossil hat nun ein internationales Forscherteam mit Hilfe des Röntgenlasers am SLAC National Accelerator Laboratory in Stanford erneut untersucht.
Röntgenstrahlen identifizieren Spurenelemente
„Archaeopteryx ist für die Paläontologie, was Tutanchamun für die Archäologen ist: Es ist einfach eine der Ikonen unseres Arbeitsgebiets”, erklärt Phil Manning, Paläontologe an der Universität von Manchester. „Man sollte meinen, dass wir nach 150 Jahren Erforschung alles Wichtige über dieses Tier wissen. Aber von wegen – das stimmt nicht.“ Denn die hochauflösenden, haarfeinen Röntgenstrahlen, mit denen die Forscher jetzt das Fossil abtasteten, enthüllten erstmals die genaue Verteilung von chemischen Elementen im Skelett des Thermopolis Archaeopteryx. Mit Hilfe dieser Daten erstellten die Forscher die erste Karte der Chemie dieses wichtigen Bindeglieds der Evolution.
„Eine so sensible Technik hat zuvor noch niemand am Archaeopteryx eingesetzt“, erklärt Uwe Bergmann, Physiker am SLAC und Leiter des Röntgenexperiments. „Weil der SSRL-Strahl so hell ist konnten wir noch die winzigsten chemischen Spuren sehen, die niemand dort vermutet hätte.“ Rund ein halbes Dutzend Elemente identifizierten die Messungen, die eindeutig aus den Überresten des Archaeopteryx stammten und keine Artefakte des umgebenden Gesteins sein konnten.
Chemische Übereinstimmungen mit heutigen Vögeln
Die chemischen Karten enthüllten, dass Teile der Federn des Fossils nicht einfach Abdrücke von lang zersetzten organischem Material sind wie bisher angenommen, sondern dass es sich dabei tatsächlich um die versteinerten Federn selbst handelt. Spuren von Phosphor und Schwefel, Elementen, die auch die Federn der modernen Vögel enthalten, zeigen dies. In den Knochen des Archaeopteryx entdeckten die Wissenschaftler Spuren von Kupfer und Zink, auch in dieser Hinsicht glich der Urvogel seinen modernen Vettern offensichtlich bereits.
„Wir reden immer über das physische Bindeglied zwischen Vögeln und Dinosauriern, jetzt haben wir das chemische Bindeglied gefunden“, erklärt Roy Wogelius von der Universität von Manchester, Koautor der Studie. „In den Gebieten der Paläontologie und Geologie haben Menschen seit Jahrzehnten Knochen studiert. Aber die ganze Idee der Konservierung von Spurenelementen und chemischen Relikten von Weichteilen ist neu und aufregend.“
Neue Einblicke in vergangene Welten
Zumindest bei Fossilien, die mitsamt ihrem umgebenden Gestein geborgen wurden, eröffnet diese Methode neue Einblicke in die Welt lange ausgestorbener Organismen. Er wäre nicht überrascht, so erklärt Manning, „wenn zukünftige Ausgrabungen mehr CSI-Untersuchungen gleichen, in denen nach Spuren am Tatort eines Verbrechens gesucht wird. Hier ist noch immer Information erhalten geblieben, die mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist. Diese wertvollen Daten enthüllen sich erst im Auge des Synchrotrons.“ Die Methode eignet sich für alle Fossilien, deren Knochen und Reste mit der Chemie des umgebenden Gesteins verglichen werden können, um externe Anreicherungen auszuschließen.
(DOE/SLAC National Accelerator Laboratory, 12.05.2010 – NPO)
