Pterdactyloiden und andere verwandte flugfähige Reptilien, die zur gleichen Zeit wie die Dinosaurier lebten, verbesserten im Laufe von Jahrmillionen stetig ihre Fähigkeit zu fliegen und wurden so zu den tödlichen Herrschern des Himmels. Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, hat gezeigt, dass Flugsaurier – eine Gruppe von Lebewesen, die zu den ersten fliegenden Wirbeltieren der Erde wurden – im Laufe ihres 150 Millionen Jahre währenden Bestehens ihre Flugeffizienz stetig verbesserten, bevor sie zur gleichen Zeit wie die Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren ausstarben.
Wissenschaftler der Universitäten Reading, Lincoln und Bristol führten die bisher detaillierteste Studie darüber durch, wie sich Tiere entwickeln, um sich mit der Zeit immer besser an ihre Umwelt anzupassen. Sie kombinierten fossile Aufzeichnungen mit einem neuen Flugmodell, das auf den heute lebenden Vögeln basiert, um ihre Flugeffizienz zu messen und die Lücken in unserem Wissen über die Evolutionsgeschichte der Pterosaurier zu schließen.
Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, die allmähliche Entwicklung der Pterosaurier zu verfolgen und nachzuweisen, dass sie im Laufe ihrer Geschichte doppelt so gut fliegen konnten. Es zeigt auch, dass ihre Entwicklung durch beständige kleine Verbesserungen über einen langen Zeitraum hinweg verursacht wurde und nicht durch plötzliche evolutionäre Ausbrüche, wie zuvor angenommen worden war.
Professor Chris Venditti, Evolutionsbiologe an der University of Reading und Hauptautor der vom Leverhulme Trust finanzierten Studie, sagte: “Pterosaurier waren eine vielfältige Gruppe von flugfähigen Reptilien, von denen einige die Größe von Spatzen und andere die Flügelspannweite eines Leichtflugzeugs hatten. Fans des Films Jurassic World werden eine Dramatisierung gesehen haben, wie riesig und tödlich diese Kreaturen gewesen sein müssen. Ihre Nahrung bestand hauptsächlich aus anderen Tieren, von Insekten bis hin zu kleineren Dinosauriern.
“Obwohl ihre Fähigkeiten in der Luft bekannt sind, hat die Frage, ob die Flugsaurier besser fliegen konnten und ob sie dadurch einen Vorteil gegenüber ihren Vorfahren hatten, die Wissenschaftler jahrzehntelang beschäftigt. Es gibt viele Beispiele dafür, wie die natürliche Auslese auf relativ kurzen Zeitskalen funktioniert. Bis jetzt war es jedoch sehr schwierig nachzuweisen, ob Pflanzen oder Tiere sich anpassen, um auch über einen längeren Zeitraum effizienter zu werden.
“Unsere neue Methode hat es uns ermöglicht, die langfristige Evolution auf völlig neue Weise zu untersuchen und diese Frage endlich zu beantworten, indem wir die Lebewesen in verschiedenen Stadien ihrer evolutionären Abfolge über viele Millionen Jahre hinweg vergleichen.”
Pterosaurier entwickelten sich aus Landtieren und traten erstmals in der frühen Trias-Periode, vor etwa 245 Millionen Jahren, als Flieger auf. Die ersten Fossilien sind 25 Millionen Jahren älter.
Die Wissenschaftler beobachteten Veränderungen der Flugeffizienz der Pterosaurier, indem sie Fossilien verwendeten, um ihre Flügelspannweite und Körpergröße in verschiedenen Stadien zu messen. Ihr neues, auf lebenden Vögeln basierendes Modell wurde auf die Daten von 75 Pterosaurierarten angewandt. Dies zeigte, dass die Pterosaurier über Millionen von Jahren hinweg allmählich immer besser flogen.
Die Daten ergaben, dass die Pterosaurier ihre Körperform und -grösse so anpassten, dass sie im Laufe ihrer 150 Millionen Jahre alten Geschichte 50 % weniger Energie verbrauchten. Sie nahmen um das Zehnfache an Masse zu, einige von ihnen wogen schließlich mehr als 300 kg. Die neue Methode offenbarte auch, dass eine Gruppe von Flugsauriern – die Azhdarchoiden – eine Ausnahme von der Regel darstellte. Wissenschaftler waren sich uneinig darüber, wie gut diese Tiere flogen, aber die neue Studie zeigte, dass sie während ihrer gesamten Existenz nicht besser wurden. Die Größe der Azhdarchoiden schien ihnen stattdessen einen Überlebensvorteil zu verschaffen, wobei ein Tier – Quetzlcoatlus – die Höhe einer Giraffe erreichen konnte.
Dr. Joanna Baker, Evolutionsbiologin und Mitautorin von der University of Reading, sagt: “Dies ist ein einzigartiger Beweis dafür, dass diese Tiere, obwohl sie kompetente Flieger waren, wahrscheinlich einen Großteil ihrer Zeit am Boden verbrachten. Hocheffizientes Fliegen bot ihnen wahrscheinlich keinen großen Vorteil. Unsere Vermutung, dass sie aufgrund ihrer Körpergröße kleinere Flügel hatten, steht im Einklang mit fossilen Beweisen für ihre geringere Abhängigkeit vom Fliegen”.
Professor Stuart Humphries, Biophysiker und Autor von der University of Lincoln, kommentiert: “Eines der wenigen Dinge, die sich in den letzten 300 Millionen Jahren nicht verändert haben, sind die Gesetze der Physik. Es war also großartig, diese Gesetze zu nutzen, um die Evolution des Fluges dieser erstaunlichen Tiere zu verstehen.
Professor Mike Benton von der University of Bristol bemerkte: “Bis vor kurzem konnten Paläontologen die Anatomie der Lebewesen anhand ihrer Fossilien beschreiben und ihre Funktionen bestimmen. Jetzt ist es wirklich aufregend, in der Lage zu sein, die operative Effizienz von ausgestorbenen Tieren zu berechnen und sie dann durch ihre Evolution zu vergleichen, um zu sehen, wie sich die Effizienz verändert hat. Wir müssen die Fossilien nicht nur mit Staunen betrachten, sondern können uns mit dem, was sie uns sagen, wirklich auseinandersetzen”.
Veröffentlichung: Venditti, C., Baker, J., Benton, M.J. et al. 150 million years of sustained increase in pterosaur flight efficiency. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2858-8
Quelle: off. Pm der University of Reading
Titelbildunterschrift: Rhamphohynchus – eine von 75 Pterosaurus-Arten, die von den Forschern untersucht wurden (Ill.: Mark Witton)
Pia Gaupels
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