Die gefiederten Dinosaurier der späten Kreidezeit waren viel bunter als bisher angenommen: Ob orange-weiß geringelter Schwanz oder weiß-schwarz-braune Tupfer – gleich in mehreren fossilen Federansätzen und Haaren fanden Wissenschaftler jetzt Pigmentzellen. Diese in „Nature“ veröffentlichte Entdeckung belegt nicht nur erstmals deren Existenz schon bei Dinosauriern, sie stärkt auch die Theorie, dass die ersten Federn nicht zum Fliegen, sondern als Schmuck dienten.
Als Wissenschaftler im Jahr 1996 in der chinesischen Provinz Liaoning zum ersten Mal auf ein Dinosaurierfossil stießen, dessen Haut von daunenartigen Strukturen umgeben war, sorgte dies für eine Sensation: Ein Dinosaurier mit Federn? Das hatte es bisher noch nie gegeben. Doch nach und nach wurden immer mehr gefiederte Dinosaurier gefunden. Aber wozu dienten die Federn? Waren dies erste Schritte hin zu den späteren Vögeln? Oder dienten sie zur Wärmeisolierung der vermutlich bereits warmblütigen Tiere? Oder waren es einfach nur Unterscheidungsmerkmale, bunte Signale in Revierkampf oder bei der Partnerwahl?
Über diese Fragen streiten Paläontologen seit Jahren. Eine neue Entdeckung könnte hierfür nun neue Argumente liefern. Gemacht wurde sie von einem internationalen Team von Paläontologen der Universität Bristol in England, dem University Collge in Dublin, der Open University in den USA und dem Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie in Peking. Die Forscher untersuchten die Federn und Borsten mehrerer fossiler Vögel und Dinosaurier aus den berühmten Jehol-Fundstätten in Nordost-China.
Erster Nachweis von Pigmentzellen in fossilen Federn
Das Ergebnis war sensationell auf gleich mehrfache Weise: Zum einen stießen die Forscher in den Federkielen und Borsten auf zwei Arten von Melanosomen, Pigmentzellen der Haut. Zum ersten Mal belegten sie damit, dass bereits die Dinos und frühen Vögel diese in die Proteinstrukturen der Federn eingebetteten Zellen besaßen. Die gut konservierten Zellen gehören zu den Typen, die auch bei heutigen Vögeln schwarz-graue und orange-braune Farbtöne erzeugen.
Nach Ansicht der Wissenschaftler bestätigt dieser Fund, dass die Vögel sich tatsächlich über eine lange Reihe von theropoden Dinosauriern als Vorfahren entwickelten. Zudem demonstriere es, dass sich die einzigartige Kombination von Merkmalen, die den modernen Vogel ausmacht – Federn, Flügel, leichtes Skelett, schneller Stoffwechsel und vergrößertes Gehirn – Schritt-für-Schritt im Rahmen von 50 Millionen Jahren Dinosaurierevolution entwickelte.
Geringelter Schwanz und Fleckenkleid
Doch die Funde boten noch eine Überraschung: Denn die Dinosaurier und frühen Vögel waren offenbar deutlich bunter als bisher angenommen. So besaß Sinosauropteryx, ein Dinosaurier, dessen Haut stellenweise mit borstenförmigen Vorformen von Federn bedeckt war, offenbar einen orange-weiß geringelten Schwanz. Der frühe Vogel Confuciusornis dagegen war mit schwarzen, weißen und orange-braunen Flecken verziert.
„Unsere Arbeit liefert außergewöhnliche Einblicke in den Ursprung der Federn”, erklärt Mike Benton, Professor für Paläontologie an der Universität von Bristol. „Im Speziellen trägt sie dazu bei, die seit langem bestehende Debatte über die ursprüngliche Funktion der Federn – ob für Flug, Isolierung oder als Schmuck – aufzulösen.“ Denn das Borstenkleid von Sinosauropteryx erwies sich als sehr lückenhaft. Die Federvorläufer bildeten keine einheitliche Decke, sondern saßen nur um den Schwanz herum und in einer Mähne entlang des Rückgrats – Stellen, die weder denen der späteren Flügel entsprechen, noch für eine gute Wärmeisolation geeignet scheinen.
Indiz für Signalfunktion der ersten Federn
„Wir wissen jetzt, dass die Federn schon vor den Flügeln existierten und daher erst später in ihrer evolutionären Geschichte für Flug und Isolierung nützlich wurden“, so Benton. „Wir postulieren, dass die Federn sich erst als Träger von Farbsignalen entwickelten und erst später in ihrer evolutionären Geschichte für Flug und Isolierung nützlich wurden.“ Als Indiz dafür sehen die Wissenschaftler die konstrastreiche Schwanzfärbung von Sinosauropteryx und die Flecken bei Confuciusornis.
„Diese Entdeckungen eröffnen uns ein ganz neues Forschungsfeld“, erklärt Benton. „Federn sind der Schlüssel zum Erfolg für die Vögel und wir können nun ihre evolutionäre Geschichte im Detail analysieren und sehen, wie jede Federart und ihre feinen Strukturen sich im Laufe der Zeit entwickelten.“
(University of Bristol, 01.02.2010 – NPO)
