Die Federn an den Füßen des Archaeopteryx regen die Debatte unter Evolutionisten über flugunfähige Vögel an.
Der Archaeopteryx ist eine ausgestorbene Vogelart. Es gibt jedoch mindestens elf Fossilien dieses Vogels, an denen deutlich zu erkennen ist, dass er vollwertige Federn an den Füßen hatte. Tatsächlich zeigt die Analyse der elf bekannten Exemplare des Archaeopteryx, dass neben den Füßen auch seine Flügel, sein Schwanz, sein Körper und sein Hals mit Federn bedeckt waren, genau wie bei den Vögeln, die wir heute sehen.
Darüber hinaus bestätigt die Analyse der gut erhaltenen Federn an den Flügeln die Annahme, dass dieser Vogel in die Luft steigen und fliegen konnte. Forscher behaupten, dass diese „Federhosen”1 Anlass zu der Annahme geben, dass sich Schwungfedern entwickelt haben.
Mit Federn bedeckte Füße
Achtzehn lange Federn an den Füßen, die auf den Fossilien deutlich zu sehen sind, sind senkrecht zu den Hinterbeinen des Vogels (Tibiotarsus) angeordnet. Eine zusätzliche Reihe kurzer Federn ist ebenfalls am Sprunggelenk und am oberen Teil der Pfote erhalten geblieben. Im Gegensatz zu den asymmetrischen Schwungfedern an den Flügeln und am Schwanz sind die Federn an den Pfoten symmetrisch.
Die Federn, mit denen Vögel in die Luft steigen, haben eine asymmetrische Form. Die Luft strömt um die dünne, harte Vorderkante herum, während die lange und flexiblere Hinterkante eine breite Kontaktfläche mit dem Luftstrom bietet, der durch die Neigung der Flügel reguliert wird.
Erläuterung der Autoren aus einem Bericht in der Zeitschrift Nature:
„Mehr als 18 Federn sind entlang des rechten Tibiotarsus erhalten geblieben, sie sind überwiegend parallel angeordnet, und ihre Längsachsen sind fast senkrecht zum Tibiotarsus erhalten geblieben. Die schmalen Federfächer haben eine recht symmetrische Form und scheinen zum Rand hin etwas verbreitert zu sein, obwohl dies auch mit einer Schichtung in den Hauptteilen zusammenhängen könnte. Wie bei den Federn am Körper ist der Federstiel leicht gebogen. Im Bereich des rechten Sprunggelenks und des proximalen Metatarsus sind eine Reihe symmetrisch angeordneter, sehr kurzer (etwa 25 % der Länge eines durchschnittlichen Peribiotarsus) Federn mit schmalem Federkranz erhalten geblieben.
Dies ist das elfte gefundene Exemplar eines Archaeopteryx. Es weist den besten Erhaltungsgrad der Federn unter allen gefundenen Archaeopteryx-Fossilien auf. Zusätzlich zu den robusten Schwungfedern an den Flügeln (wie auf Foto„a“zu sehen) verfügt es auch über eine große Anzahl von Federn, die denen einer Gans ähneln und parallel zu seinen Beinen und dem oberen Teil seiner Füße angeordnet sind. (Diese „Federhosen” sind am besten auf Foto„b”und in vergrößerter Darstellung auf Foto„c”zu erkennen.) Das Fossil weist auch Federn im Hals-, Körper- und Schwanzbereich auf. [Abkürzungen: ft = „Federhose”; rh = Knochen des rechten Hinterbeins; rf = Knochen des rechten Vorderbeins; rw = rechter Flügel; hf = Gänsefedern; bp = Körperbefiederung; n = Hals; s = alles, was vom Schädel übrig geblieben ist; t = Schwanz; tf = Steuerfedern; Maßstab = 5 cm (alle Fossilien); 1 cm (a, b). Abbildungen: C. Foth et al., via Nature.
Wozu dienen Federn?
Die Funktion der Federn an den Füßen ist unbekannt, da es in der Natur keine lebenden Vertreter des Archaeopteryx gibt, die uns zeigen könnten, wie er sie verwendet hat. Die Schwungfedern an den Flügeln fliegender Vögel sind asymmetrisch geformt, was den Start erleichtert. Daher ist es nicht sinnvoll, diese symmetrischen Federn an den Füßen als zusätzliche Flügel im üblichen Sinne zu betrachten.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Federn an den Füßen den Flug nicht erleichtern konnten. Einige Wissenschaftler behaupten, dass die Anordnung der Federn möglicherweise zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Tieres beigetragen hat. Und natürlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Federn nicht in der Position erhalten geblieben sind, in der sie sich tatsächlich befanden.
Die Federn waren zwar senkrecht zum Knochen angeordnet, aber diese Position könnte einfach das Ergebnis einer schnellen Begrabung sein, die zweifellos für die gute Erhaltung dieses Fossils gesorgt hat.
Forscher der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologieander Ludwig-Maximilians-Universität München in Deutschland vermuten, dass diese Federn an den Füßen dazu dienten, einen Partner anzulocken, sich zu tarnen oder zu isolieren. Natürlich könnten sie all diese Funktionen im Leben der Vögel erfüllt haben, aber die Behauptung, dass das Auftreten solcher Federn auf Gründe zurückzuführen ist, die nichts mit dem Fliegen zu tun haben, ist nur eine evolutionäre Vermutung.
Moderne Vögel mit Federn an den Füßen, wie Falken und Adler, nutzen diese zur Stabilisierung beim Landen. Die Forschungsgruppe ist jedoch der Ansicht, dass die Federn an den Füßen des Archaeopteryx darauf hindeuten, dass sie ursprünglich nicht zum Fliegen gedacht waren und erst später von verschiedenen Vogelarten sowie von denen, die Evolutionisten üblicherweise zu den Dinosauriern zählen, für den Flug angepasst wurden.
Flog er, flog er nicht oder war es etwas dazwischen?
Wissenschaftler diskutieren seit langem darüber, ob der Archaeopteryx fliegen konnte. Obwohl die Schwungfedern an den Flügeln des Archaeopteryx eindeutig funktional waren, unterschied sich seine Anatomie in vielerlei Hinsicht von derjenigen moderner Vögel. Zum Beispiel hatte er Zähne. In den Fossilien des Archaeopteryx ist kein Kiel zu finden, aber wenn sein Brustbein aus Knorpel bestand, konnte es einfach nicht erhalten bleiben.
Konnte der Archaeopteryx fliegen? Nun ja ... Die Schwungfedern an den Flügeln waren asymmetrisch, wie an den Flügeln und Schwänzen moderner fliegender Vögel. Aerodynamisch gesehen unterstützt diese Asymmetrie die Federn während des Fluges (die gekrümmte Oberfläche, ähnlich wie bei Flugzeugflügeln, unterstützt den Auftrieb) und verbessert den Start. Die Frage nach den Flugfähigkeiten des Archaeopteryx bleibt umstritten, da der zentrale Federstiel an den Flügeln einigen Vermutungen zufolge dünn erscheint – zu dünn, um einem Bruch standzuhalten.
Die Analyse von Fossilien hilft, Klarheit zu schaffen, da die Federkiele an den Flügeln dieses Exemplars gut sichtbar sind und recht stabil erscheinen. Die Autoren schreiben:
„Die Schwungfedern des neuen Exemplars des Archaeopteryx-Fossils haben einen stabilen Schaft. Dies beweist, dass die jüngsten Studien, deren Schlussfolgerungen auf den ungefähren Abmessungen des Schafts basieren und die von den begrenzten Flugfähigkeiten des Archaeopteryx und der basalen Vögel sprechen, angesichts der schlechten Erhaltungsqualität der zuvor untersuchten Federn möglicherweise fehlerhaft sind.“
Da die gut erhaltene Feder die Tatsache bestätigt, dass der zentrale Schaft ausreichend stabil war, lässt dies vermuten, dass die Federn an den Flügeln des Archaeopteryx dem Widerstand standhalten konnten, der beim Flügelschlag entstand. Der Paläontologe Oliver Rauhut sagte:
„Ich bin überzeugt, dass der Vogel fliegen konnte. Allerdings bleibt natürlich umstritten, wie gut er das konnte.“
Dr. Raucht neigt dazu, dass der wahrscheinlichste evolutionäre Zweck der Federn an den Beinen die Demonstration des Paarungsverhaltens ist. Er glaubt, dass sich die Federn bei vielen Lebewesen parallel für nicht flugbezogene Zwecke entwickelt haben.Die Autoren des Artikels in der Zeitschrift Nature schreiben:
„Angesichts der großen Vielfalt an Schwungfedern, die an verschiedenen Körperteilen gefunden wurden, erscheint es plausibel, dass die Evolution dieses Federtyps (insbesondere an den Flügeln, Hinterbeinen und am Schwanz) in erster Linie durch die angegebenen Funktionen bedingt war.“
Die Evolutionsgeschichte der Federn?
Um Rückschlüsse auf die Evolution der Schwungfedern zu ziehen, verfolgten Raucht und seine Kollegen mögliche evolutionäre Verbindungen zwischen verschiedenen ausgestorbenen Tieren mit eindeutigen Beweisen für das Vorhandensein von Flugfedern in Tierfossilien, darunter solche, die als Vögel bezeichnet werden, und andere Tiere, die von Evolutionisten offiziell als gefiederte Dinosaurier klassifiziert werden. Durch den Vergleich der Lage der versteinerten Federn dieser Tiere und ihrer Merkmale glauben die Forscher, die Evolutionsgeschichte der Schwungfedern rekonstruiert zu haben.
Tatsächlich haben sie jedoch lediglich festgestellt, dass es ihnen nicht gelungen ist, die Evolution der Federn nachzuvollziehen. Entgegen den Erwartungen wurden keine phylogenetischen Muster entdeckt. Daher kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass sich Flugfedern mehrfach entwickelt haben:
„Die Entstehung und Evolution des Fluges der Theropoden war komplexer als bisher angenommen.“
Da die Gesetzmäßigkeiten der Federentwicklung nicht offensichtlich waren, kamen die Forscher außerdem zu dem Schluss, dass Federn nicht zum Fliegen entstanden sind, da Fliegen eine ziemlich komplexe Tätigkeit ist. Später wurden die Federn jedoch an die Flugfähigkeiten der Tiere angepasst, die die Fähigkeit zum Fliegen erworben hatten:
„Die Federnam Körper waren zweifellos wichtig für die Wärmeregulierung. Diese Federn konnten jedoch auch zur Tarnung und zur Balz verwendet werden. Darüber hinaus wurden die verlängerten Remiges [Schwungfedern] an den Vordergliedmaßen wahrscheinlich zum Ausbalancieren während der Fortbewegung und der Fortpflanzung verwendet. Diese Art von Federn erfüllte wahrscheinlich mehrere biologische Funktionen im Zusammenhang mit der Isolierung des Körpers, der Manövrierfähigkeit, der Aufzucht der Nachkommen, der Tarnung und der Balz. Angesichts der großen Vielfalt an Schwungfedern, die an verschiedenen Körperstellen und in der gesamten Phylogenie gefunden wurden, scheint es jedoch möglich, dass die Evolution dieser Art von Federn (insbesondere an den Flügeln, Hinterbeinen und am Schwanz) in erster Linie durch die genannten Funktionen bedingt war.
Der Paläontologe Nick Longrich von der Universität Bath (Großbritannien) stimmt in seinen Kommentaren zu dem Bericht dieser Aussage nicht zu. Er hält es für wahrscheinlicher, dass die Federn an den Beinen eine aerodynamische Funktion hatten. Longrich sagt:
„Ich glaube, dass sie die Funktion einer aerodynamischen Oberfläche hatten ... Sie sind wirklich lang und überlappen sich wie Schwungfedern. Und die Tatsache, dass sie gebogen sind, ist ein charakteristisches Merkmal von Schwungfedern.“
Was ist ein Archaeopteryx?
Der Archaeopteryx war Gegenstand vieler Debatten in Evolutionskreisen. Vogel oder Dinosaurier? „Einfach nur ein Vogel“ oder eine Übergangsform? Der erste Vogel oder ein später entstandener Vogel? Flugfähig oder nur gleitfähig? Hatte er die Fähigkeit zu fliegen oder flog er überhaupt nicht?
Ein Prototyp für die Analyse der Herkunft des Vogelflugs oder etwas Unbedeutendes? Ein Evolutionistbehauptete, dass der Archaeopteryx die Fähigkeit zu fliegen entwickelt und dann wieder verloren habe. Andere stellten die Theorie auf, dass der Vogel als Jungvogel fliegen konnte, diese Fähigkeit aber mit zunehmender Reife verlor.
Seit seiner Entdeckung im Jahr 1876 betrachteten Evolutionisten den Archaeopteryx in der Regel als Übergangsform. In den letzten Jahren konnten sie sich nicht entscheiden, ob sie dieses Wesen als Vogel oder als Dinosaurier klassifizieren sollten. (Für Evolutionisten, die alle Vögel als „vogelähnliche Dinosaurier” bezeichnen, scheint dieses Dilemma damit gelöst zu sein.) Obwohl es heute kein Tier mehr gibt, das dem Archaeopteryx ähnelt, sind seine ungewöhnlichen anatomischen Merkmale – das Vorhandensein von Zähnen und Krallen an den Flügeln – für die meisten „normalen” Vögel etwas Unbekanntes.
Beispielsweise haben moderne Vögel keine Zähne, aber der ausgestorbene Hesperornis hatte sie. Und obwohl die meisten Vögel, die wir täglich sehen, keine Krallen an den Flügeln oder Zehen haben, sind diese bei einigen Vögeln dennoch vorhanden. Das Küken des Hoatzins (Südamerika) hat Krallen an den großen und ersten Fingern, mit denen es auf Bäume klettern kann. Auch ein ausgewachsener Strauß hat zwei Finger an jedem Flügel.
Es gibt keinen Grund, den Archaeopteryx als Übergangsformder Evolutionzu betrachten. Selbst Ornithologen, sogar evolutionäre, bezeichnen den Archaeopteryx in der Regel als Vogel. Nichts in der Biologie erklärt, wie Organismen genetische Informationen für den Übergang zu neuen, komplexeren Lebewesen erhalten können, oder dass es einen Mechanismus gibt, durch den etwas so Komplexes wie Schwungfedern durch natürliche Prozesse entstehen könnte. Die Federn dieses Exemplars sind wie die Federn moderner Vögel aufgebaut, und es gibt keine evolutionäre Progression. Da der Archaeopteryx offensichtliche Schwungfedern hat, wissen wir, dass es sich um einen Vogel handelt.
Die Herkunft der Vögel
Ob der Archaeopteryx fliegen konnte oder nicht, ist eine aerodynamische Frage und keine evolutionäre. Gott schuf eine Vielzahl von Vogelarten, die vollständig mit Federn bedeckt waren und über Fähigkeiten und einen Körperbau verfügten, die ihrem einzigartigen Lebensraum und ihrer Lebensweise entsprachen. Obwohl Evolutionisten darauf bestehen, dass flugunfähige Vögel von flugfähigen Vorfahren abstammen, bleibt diese Vorstellung eine rein evolutionäre Vermutung. Die besonderen Merkmale der flugunfähigen Vögel entsprechen optimal ihrer Lebensweise und der Nische, die sie besetzen.
Pinguine beispielsweise sind ideal für das Schwimmen unter Wasser geeignet. Von den bekannten Fossilien bis hin zu den heute lebenden Pinguinen haben alle bekannten Vertreter starke Knochen. Möglicherweise waren einige Vögel tatsächlich zum Fliegen bestimmt, haben diese Fähigkeit aber im Laufe der Zeit verloren. Dieses Szenario hat jedoch nichts mit der Evolution zu einem neuen, komplexeren Tier zu tun. Es wäre interessant zu erfahren, ob weitere Fossilienfunde und aerodynamische Simulationen weitere offensichtliche Fakten über das ausgeklügelte aerodynamische Design des Archaeopteryx zeigen werden.
Gott schuf alle Vogelarten am fünften Tag der Schöpfungswoche vor etwa 6000 Jahren, und am nächsten Tag schuf er die Landtiere (zu denen auch die Dinosaurier gehören würden). Aus den Worten Gottes, die im Buch Genesis aufgezeichnet sind, können wir schließen, dass er diese Tiere geschaffen hat, damit sie sich „nach ihrer Art” fortpflanzen. Biologisch können wir beobachten, dass dies auch für Tiere gilt, die sich innerhalb ihrer Art verändern. Aber nichts davon bestätigt den evolutionären Mechanismus der Entwicklung von Federn oder Vögeln. Die vorliegenden Fakten veranschaulichen jedoch umso besser Gottes Entwurf dieses (nach heutigen Maßstäben) ungewöhnlichen, ausgestorbenen Vogels.
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C. Foth et al., “New Specimen of Archaeopteryx Provides Insights into the Evolution of Pennaceous Feathers,” Nature 511, no. 7507 (2014): 79, doi:10.1038/nature13467.
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Dr. Janice Hughes, “But Could Archaeopteryx Fly?” Aves Vitae, February 6, 2012, http://www.avesvitae.org/avesvitae/News/Entries/2012/2/6_But_Could_Archaeopteryx_Fly.html.
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Foth et al., “New specimen.”
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Tim Wogan, “Flight May Have Evolved Multiple Times in Birds,” Science, July 2, 2014, http://www.sciencemag.org/news/2014/07/flight-may-have-evolved-multiple-times-birds.