Neue paläontologische Funde verändern die vorherrschenden Überzeugungen über Flugsaurier - und die bizarrsten Tiere, die jemals über die Erde geflogen sind.
Pterosaurier und Pterodaktylus sind zwei Namen für ausgefallene fliegende Kreaturen; der erste von ihnen bedeutet übersetzt "Flügeleidechse", der zweite "fliegender Finger".
Zum ersten Mal wurden im 18. Jahrhundert die Überreste eines solchen Tieres gefunden. Seitdem haben Wissenschaftler mehr als 200 Arten von geflügelten Eidechsen beschrieben, aber die gemeinsame Idee dieser Drachen, die mehr als 160 Millionen Jahre lang am Himmel des Mesozoikums regierten, bleibt dieselbe.
Wir stellen sie uns immer als ungeschickte, aber sehr gefährliche fliegende Reptilien mit einem langen Schnabel und ledrigen Flügeln vor, die wie Pinguine auf ihren Hinterbeinen auf und ab gehen.
Nehmen wir zum Beispiel den Film A Million Years BC von 1966, in dem ein durchdringender lila Flugsaurier die Heldin Raequel Welch zu ihrem Nest bringt, um ihre Jungen zu füttern (Spoiler-Alarm: Die Schönheit in einem Bikini ist entkommen). Hat sich in 50 Jahren etwas geändert? Überhaupt nicht: In Jurassic World, das 2015 gedreht wurde, tragen Flugsaurier immer noch mehr von ihrem eigenen Gewicht in den Himmel. (Nur für den Fall, lassen Sie uns klarstellen: Die letzten Flugsaurier sind vor 66 Millionen Jahren ausgestorben, dh eine Ewigkeit bevor Menschen auf der Erde erschienen sind.)
Die schiere Menge der jüngsten fossilen Beweise legt nahe, dass Flugsaurier in allen Formen und Größen vorkamen und sich in ihrem Verhalten stark unterschieden. Hunderte von Flugsaurierarten lebten gleichzeitig und besetzten verschiedene ökologische Nischen, wie die heutigen Vögel. Unter ihnen befanden sich riesige Monster wie Quetzalcoatl (Quetzalcoatlus northropi), eine der größten heute bekannten fliegenden Kreaturen: Auf allen Vieren konnte er mit der Höhe einer Giraffe mithalten und hatte eine Flügelspannweite von 10,5 Metern. Es gab aber auch Flugsaurier von der Größe eines Spatzen: Sie saßen auf Ästen in alten Wäldern und fingen höchstwahrscheinlich Insekten.
Einer der merkwürdigsten Funde sind die versteinerten Flugsaurier-Eier. Durch Scannen der am besten erhaltenen haben die Wissenschaftler die Embryonen unter der Schale gesehen und konnten lernen, wie sie sich entwickelten. Ein Ei wurde sogar im Eileiter einer in China lebenden Darwinopterus-Frau gefunden, daneben ein weiteres, das offenbar unter dem Gewicht der Vulkanasche, die das Tier bedeckte, herausgedrückt wurde. Frau T (so hieß diese Frau) wurde die erste Flugsaurierin, deren Geschlecht genau bestimmt wurde. Es gab kein Wappen auf ihrem Schädel. Vielleicht schmückten solche Auswüchse nur die Köpfe der Männchen, wie sie die Männchen einiger moderner Vogelarten schmückten - die Natur gab ihnen ein großes, farbenfrohes Wappen, um Individuen des anderen Geschlechts anzulocken.
Nach all diesen Funden scheinen Pterosaurier uns näher gekommen zu sein, aber für Wissenschaftler reicht nicht alles. Auf dem Weg zum Big Bend National Park im Südwesten von Texas teilt mir der Paläontologe Dave Martill von der University of Portsmouth seine Arbeitspläne mit: Erstens, um eine Klapperschlange zu treffen und zu bewundern; zweitens finden Sie den ganzen Schädel von Quetzalcoatl. Die Chancen, den ersten Punkt des Programms zu erfüllen, sind unermesslich höher.
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Das Wichtigste für einen Flugsaurier-Experten ist, optimistisch zu sein. Wenn Sie sich vorstellen, dass Sie an diesem oder jenem Tag dorthin gehen und zumindest etwas finden, das mit ihnen zusammenhängt, ist dies wie der Kauf eines Lottoscheins und die sofortige Planung, wofür Sie Ihre Gewinne ausgeben werden. Flugsaurierfossilien sind äußerst selten, da ihre Knochen hohl und dünn waren. Quetzalcoatl wissen wir dank einiger Fragmente, die in den 1970er Jahren im Big Bend Park gefunden wurden.
Die hohlen, ultraleichten Knochen von Flugsauriern waren gut für den Flug, sind aber selten so intakt erhalten wie diese Anhanguera-Überreste. In den meisten Fällen werden sie zerkleinert, "als ob eine Walze über sie gefahren wäre".
Martill und sein Kollege Nizar Ibrahim suchten drei Tage lang in den Betten trockener Flüsse im Park nach fossilen Knochen. Sie gingen den Pterodactyl Ridge auf und ab (was für ein vielversprechender Name!) Und überprüften ab und zu die Karten, die der Entdecker dieser Eidechse zusammengestellt hatte. Sie befassten sich mit allen Nuancen geologischer Schichten ("Sehen Sie sich diese Manifestationen von Milankovitch-Zyklen an!" - rief Martill aus, was bedeutet, dass periodische Änderungen der Form der Erdumlaufbahn und der Neigung ihrer Achse, wie sie der serbische Astronom Milutin Milankovic zu Beginn des 20. Jahrhunderts feststellte, das Klima beeinflussen Planeten, und dies spiegelt sich in der zyklischen Struktur von Sedimentablagerungen wider). Martill kletterte auf den Sandsteinkamm, von dem es unmöglich schien auszusteigen, und ließ sich nur fallen: „Wo unsere nicht verschwunden sind! ", Sprang runter und blieb unversehrt.
Die Forscher hatten jedoch keine Chance, entweder eine Klapperschlange zu treffen oder sogar ein Fragment eines Flugsaurierknochens zu finden. Zum Trost stießen sie auf den Oberschenkelknochen eines riesigen Dinosauriers, höchstwahrscheinlich eines Sauropoden. Aber sie interessieren sich nicht für Dinosaurier.
Paläontologen verlassen den Nationalpark und entwickeln einen Plan für eine neue Suche nach Quetzalcoatl. Sie möchten wirklich mehr über diese erstaunliche Eidechse erfahren, bei der alles ungewöhnlich ist: Größe, Aussehen und Verhalten. Dies lässt sich an den wenigen verbleibenden Fossilien ablesen.
In einigen Teilen des Fossils des Zheholopter aus China sind subtile Abdrücke von Haaren oder Daunen erhalten geblieben. (Zum ersten Mal wurden solche integumentären Strukturen von sowjetischen Paläontologen im Jura-Flugsaurier entdeckt.) Foto: INSTITUT FÜR VERTEBRAT-Paläontologie und Paläo-Thoraxologie, PEKING
Das Konzept der Flugsaurier hat sich stark verändert - auch in Bezug auf Aussehen und Verhalten. Dies ist teilweise darauf zurückzuführen, dass Wissenschaftler ihre Schlussfolgerungen bis vor kurzem auf einer äußerst geringen Anzahl von Proben aufbauen mussten.
Flugsaurier unterschieden sich offen gesagt in einer sehr seltsamen Anatomie. Es scheint, dass sie schlecht für das Leben auf der Erde oder in der Luft geeignet waren. Einmal dachte man sogar, Flügelechsen krochen auf ihrem Bauch herum oder stellten sich vor, sie würden auf ihren Hinterbeinen mit langen Vorderbeinen laufen, die wie ein Zombie nach vorne gestreckt waren und wie ein Umhang mit gefalteten Flügeln nach hinten zogen. Später wurde nach fossilen Spuren festgestellt, dass sich Flugsaurier an vier Gliedmaßen bewegten, aber es gab immer noch keine Klarheit darüber, wie und wo sie ihre Flügel platzierten. Und sie zweifelten so sehr an ihren Flugfähigkeiten, dass sie sie für unfähig hielten, vom Boden abzuheben, außer indem sie sich die Klippe hinunterwarfen.
"Es ist durchaus üblich, Menschen mit einem Kopf und Hals zu sehen, die drei- oder sogar viermal so lang sind wie der Körper", sagt der Biophysiker Michael Habib vom Naturhistorischen Museum des Los Angeles County. Selbst wissenschaftlich ausgebildete Künstler irren sich oft, wenn sie sie darstellen. „Sie nehmen den Vogel als Vorbild, fügen einfach Schwimmhäute und ein Wappen hinzu“, sagt Michael. "Die Körperproportionen der Flugsaurier waren jedoch überhaupt nicht Vogel."
Khabib beschloss, die vorherrschenden Vorstellungen über die Biomechanik von Flugsauriern zu überarbeiten, indem er zum einen einen mathematischen Ansatz und zum anderen das praktische Wissen über die Anatomie von Wirbeltieren verwendete, das er in seiner anderen Arbeit, nämlich im Labor der medizinischen Fakultät der University of Southern California, erworben hatte. Wie die meisten Wissenschaftler glaubt Michael, dass die ersten Flugsaurier vor etwa 230 Millionen Jahren von leichten, schlanken Reptilien abstammen, die sich gut zum Laufen und Springen eignen. Die Fähigkeit zu springen - ein fliegendes Insekt zu ergreifen oder den Zähnen eines Raubtiers auszuweichen - hat sich, wie Habib es ausdrückte, zu der Fähigkeit entwickelt, "zu springen und in der Luft zu schweben".
Zuerst schwebten Flugsaurier wahrscheinlich nur, und dann, zig Millionen Jahre vor Vögeln (und noch mehr vor Fledermäusen), waren sie die ersten Wirbeltiere, die den Schlagflug beherrschten.
Mit Gleichungen aus dem Flugzeugbau widerlegten Habib und seine Kollegen die Hypothese des Klippenspringens. Darüber hinaus haben sie bewiesen, dass bei großen Arten die Oberschenkelknochen durch Überlastung brechen würden, wenn Pterosaurier aus einer aufrechten Position auf ihren Hinterbeinen abheben würden. Der Start mit vier Gliedmaßen ist praktischer.
„Man muss aufspringen und sich wie ein Hochspringer auf die vorderen Gliedmaßen stützen - auf seine Stange“, erklärt Habib. Um vom Wasser abzuheben, benutzten Flugsaurier beim Rudern Flügel in der Art von Rudern: Sie stießen sie von der Oberfläche. Und wieder hatten sie wie Ruderer große, gut entwickelte Schultern, die oft mit auffallend kleinen Beinen kombiniert wurden, um den Luftwiderstand im Flug zu minimieren.
Der Flügel eines Flugsauriers war eine Membran, die von der Schulter bis zum Knöchel gespannt war. und es wurde von einem extrem langen fliegenden (vierten) Finger gedehnt, der die Vorderkante des Flügels bildet. Proben aus Brasilien und Deutschland zeigen, dass die Membran von feinen Muskeln und Blutgefäßen durchbohrt wurde. Proteinstränge "nähen" es gab dem Septum zusätzliche Steifheit. Wissenschaftler glauben heute, dass Flugsaurier das Flügelprofil je nach Flugbedingungen leicht verändern können, indem sie Muskeln zusammenziehen oder die Knöchel nach innen oder außen drehen.
Das Ändern des Neigungswinkels der verknöcherten Sehne am Handgelenk, des Pteroids, hat möglicherweise den gleichen Zweck erfüllt wie das Umkehren der Lamellen in großen modernen Flugzeugen - um den Auftrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten zu erhöhen.
Darüber hinaus waren bei Flugsauriern mehr Muskeln und ein größerer Anteil des Körpergewichts an der Sicherung des Fluges beteiligt als bei Vögeln. Und in ihrem Gehirn wurden wie bei Vögeln (und noch besser) die Frontal- und Sehlappen, das Kleinhirn und das Labyrinth entwickelt: Ein solches Gehirn könnte schnell auf Änderungen der Flugsituation reagieren und Signale an zahlreiche Muskeln übertragen, die die Spannung der Membran regulieren.
Dank der Arbeit von Habib und seinen Kollegen sind Flugsaurier kein geflügeltes Missverständnis mehr, sondern geschickte Flieger. Viele Arten scheinen für langsame, aber sehr lange Flüge über große Entfernungen angepasst worden zu sein. Sie könnten mit schwachen warmen Aufwinde (Thermik) über dem Ozean schweben. Es gab auch solche Arten, die Khabib Superflieger nennt: Zum Beispiel war der albatrosähnliche Nyctosaurus, dessen Flügelspannweite fast drei Meter erreichte, Gleitqualitäten, insbesondere die Entfernung, die er für jeden Meter Abstieg flog, mit den Eigenschaften durchaus vergleichbar moderner Sportgleiter.
"Okay, mit Flügeln ist alles klar", begann ein Paläontologe einmal nach Khabibs Vortrag. - Aber was ist mit den Köpfen? „Quetzalcoatl könnte zum Beispiel einen drei Meter langen Schädel haben, während ein Körper weniger als einen Meter hat. Und der Nykosaurus hatte einen langen "Mast", der aus einem riesigen Schädel ragte, an dem wahrscheinlich ein Wappen befestigt war.
Bei der Beantwortung der Frage sprach Michael über das Gehirn von Flugsauriern, deren Masse, wie bei Vögeln, den riesigen Kopf nur geringfügig wog, über Knochen sprach, die hohl, auch wie bei Vögeln und noch leichter waren. Die Dicke der Knochenwände überschritt manchmal nicht einen Millimeter, während das Knochengewebe durch zahlreiche gekreuzte Schichten gebildet wurde, die den Knochen Festigkeit verliehen (wie bei mehrschichtigem Sperrholz). Und von innen wurden die Hohlräume für eine größere Steifigkeit von Trennwänden durchquert. All dies ermöglichte es Flugsauriern, große Körpergrößen ohne signifikante Gewichtszunahme zu erreichen.
Die mit Graten und klaffenden Mündern verzierten Schädel waren so groß, dass Khabib beim Betrachten die Hypothese „Scary Grey Wolf“entwickelte: „Wenn Sie einen großen Mund haben, können Sie mehr schlucken. Und das hervorstehende Wappen könnte Frauen anziehen. " Nun, um auf die Frage dieses Paläontologen zurückzukommen, waren Flugsaurier laut Michael "riesige fliegende Killerköpfe".
Junchang Lü, einer der führenden Paläontologen Chinas, begrüßt die Gäste auf einer belebten Straße im Zentrum von Jinzhou, einer großen Handelsstadt im Nordosten des Landes, und begleitet sie durch den schwach beleuchteten Korridor eines scheinbar gewöhnlichen Bürogebäudes. Dies ist eigentlich das Jinzhou Paläontologische Museum. Sein Direktor öffnet die Tür einer kleinen Speisekammer ohne Fenster, und die Augen derer, die kommen, öffnen die Hauptattraktion für Besucher in jedem anderen Museum: Alle Regale und fast der gesamte Boden sind mit Proben besetzt, die überraschend vollständig und bis ins kleinste Detail die Überreste von gefiederten Dinosauriern, den ältesten Vögeln, enthalten und natürlich Flugsaurier.
Auf einer großen, fast schulterlangen Steinplatte, die sich gegen die Wand gegenüber der Tür lehnt, sieht man einen großen, schrecklichen Flugsaurier mit einer Flügelspannweite von vier Metern und winzigen Hühnerhinterbeinen - Zhenyuanopterus. Sein länglicher Kopf ist zur Seite gewickelt und scheint nur aus Kiefern zu bestehen, und die Zähne werden länger und immer mehr hintereinander, wenn sie sich dem Anfang des Mundes nähern. „Dies soll das Fischen erleichtern, während Sie auf der Wasseroberfläche schwimmen“, erklärt Lu. Zhenyuanopter ist nur eine von drei Dutzend Flugsaurierarten, die er seit 2001 beschrieben hat (viele liegen immer noch in Regalen und warten darauf, untersucht zu werden).
Der Schädel der fischfressenden Ankhanguera ist in seiner natürlichen Position erhalten geblieben - zur Freude der Paläontologen. Foto: NATIONALES MUSEUM FÜR NATUR UND WISSENSCHAFT, TOKYO
Das Jinzhou Museum ist eines von zehn ähnlichen paläontologischen Museen in der Provinz Liaoning, in dem sich eine Fundgrube an Flugsaurierfossilien befindet und eine der Regionen, in denen Funde gemacht wurden, die China in den letzten Jahren an die Spitze der Paläontologie gebracht haben.
Darüber hinaus ist Liaoning die Hauptarena der Rivalität, und Menschen von außen vergleichen das, was hier geschieht, jedoch nicht zu Recht mit den "Knochenkriegen", die die Pioniere der amerikanischen Paläontologie Othniel Charles Marsh und Edward Drinker Kop im 19. Jahrhundert miteinander führten.
Die Parteien dieser Rivalität sind Lu, der die Akademie der Geologischen Wissenschaften der Volksrepublik China vertritt, und Shaolin Wang, deren mit Fossilien gefülltes Büro sich am Institut für Paläontologie und Paläoanthropologie von Wirbeltieren in Peking befindet. Diese Experten, wie Marsh und Cope, haben zu Beginn ihrer Karriere zusammengearbeitet und sich dann getrennt, und seitdem haben sie sich mit einer Feindseligkeit behandelt, die jedoch nicht beworben wird. „Zwei Tiger können nicht auf demselben Berg auskommen“, grinst ihr Kollege Shunxing Jiang.
In den fünfzehn Jahren, die seitdem vergangen sind, haben sich Lu und Wang mehr als einmal in der Anzahl der Entdeckungen übertroffen, und einige von ihnen beschrieben mehr als 50 neue Arten von Flugsauriern - fast ein Viertel von allem, was heute bekannt ist. Einige dieser neuen Arten werden jedoch irgendwann als Synonyme der ersteren anerkannt, wie dies in der Paläontologie häufig der Fall ist. Die rivalisierenden Parteien werden jedoch in Zukunft weitere Entdeckungen machen. „Sie hätten den ganzen Tag zehn Jahre lang arbeiten müssen, um alles zu beschreiben, was sie bereits ausgegraben haben“, bemerkt einer der Gäste neidisch. Als Lü dies hört, zieht er überrascht die Augenbrauen hoch: "Ich denke, zehn Jahre werden nicht ausreichen."
Der Erfolg chinesischer Wissenschaftler beruht nicht nur auf dem Wettbewerb, sondern auch darauf, dass sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort waren. China ist neben Deutschland, Brasilien, den USA und England eines der wenigen Länder der Welt, in denen 90 Prozent aller Flugsaurierfossilien gefunden wurden. Es geschah nicht, weil Flugsaurier nur in den Gebieten lebten, in denen sich diese Länder jetzt befinden - Fragmente ihrer Skelette sind fast überall zu finden. Es ist nur so, dass ihre Überreste hier besser erhalten sind.
Diese Exklusivität zeigt sich in der Provinz Liaoning. Zu Beginn der Kreidezeit, sagt Lü, entwickelte sich in den lokalen Wäldern und kleinen Süßwasserseen eine sehr vielfältige Gemeinschaft von Organismen - Dinosaurier, die ersten Vögel, viele Flugsaurier und Insekten. Aufgrund der Tatsache, dass von Zeit zu Zeit Vulkane in der Nachbarschaft ausbrachen, starben viele Tiere unter der Asche und fielen auf den schlammigen Grund der Seen. Die Opfer solcher Katastrophen wurden sehr schnell begraben, manchmal sogar ohne Sauerstoffzugang zu den Überresten. Ihre Gewebe mineralisierten schneller als sie Zeit hatten, sich zu zersetzen, und überlebten daher. Paläontologen nennen solche Orte Lagerstätte. Trotzdem müssen solche Funde monatelang seziert werden - um die Rasse zu reinigen, damit alle ihre Merkmale sichtbar werden, natürlich auchmit allen Arten von leistungsstarken Mikroskopen.
Nur an Orten wie dem Pterosaurier-Museum in Beipiao oder der jüngsten Ausstellung von Flügelechsen im Pekinger Naturkundemuseum werden Fossilien anders wahrgenommen - als Teil einer früheren großen Vielfalt.
Zum Beispiel Jeholopterus, ein Flugsaurier mit einem breiten froschartigen Maul, der nach Ansicht von Wissenschaftlern Libellen und andere Insekten jagte. Hier ist der Ikrandraco, benannt nach den geflügelten Kreaturen des Avatars: Er flog wahrscheinlich tief über die Wasseroberfläche und fischte mit einer Art Kiel am Unterkiefer nach Fischen. Hier ist ein in Nordchina gefundener Jungaripter (Dsungaripterus) mit einem schlanken, umgedrehten Schnabel, mit dem er sich an Mollusken und anderen Wirbellosen festhielt, um dann ihre Muscheln und Muscheln mit klumpigen Zähnen zu zerdrücken.
Und all dies verschwand am Ende der Kreidezeit vor 66 Millionen Jahren. Was stellte sich als falsch mit den letztendlich ausgestorbenen Flugsauriern heraus? Vielleicht sind die Tiere, die sie gejagt haben, verschwunden? Oder erreichten sie im Laufe der Evolution so gigantische Ausmaße, dass sie eine globale Katastrophe wie den Fall eines Asteroiden nicht überleben konnten, während die kleinen Vögel überlebten?
Wenn Sie sich jedoch ihre perfekt erhaltenen Überreste in einem Museum ansehen, denken Sie nicht darüber nach - etwas Erstaunliches passiert: Es scheint, dass diese Kreaturen bereit sind, sich aus der Gefangenschaft der Steine zu befreien und nach ihren fehlenden Fragmenten zu suchen, um wieder über dem Boden zu schweben.
