Paläontologen haben im US-Bundesstaat Montana außergewöhnlich gut erhaltene Federn eines urtümlichen Wasservogels in einem 66 Millionen Jahre alten Raubsaurier-Kot entdeckt. Der Fund liefert neue Einblicke in die Evolution von Vögeln und könnte erklären, warum bestimmte Linien das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit überlebten.
Im Jahr 2016 stieß ein Forscherteam in der Hell Creek Formation in Montana auf einen unscheinbaren, rötlich-braunen Klumpen. Was zunächst wie ein gewöhnlicher Gesteinsbrocken wirkte, entpuppte sich nach paläontologischen Untersuchungen als fossilisierter Kot, ein sogenannter Koprolit, von einem großen Raubsaurier wie einem Tyrannosaurus rex oder einem Nanotyrannus. Eingebettet in das fossile Sekret fanden die Wissenschaftler gar-Fischschuppen, Knochenreste und bemerkenswert intakte Federn eines ausgestorbenen, loonähnlichen Tauchvogels aus der Gruppe der Hesperornithiformes.
Ein ungewöhnlicher Fund im Hell Creek
Der Fund gelang David DeMar Jr. von der University of Washington während Erkundungen in der geologisch ergiebigen Region. Trotz mehr als 150 Jahren Grabungen in der Hell Creek Formation waren zuvor noch nie Federn entdeckt worden. Die feinen Strukturen blieben im Inneren der fossilen Exkremente in dreidimensionaler Form erhalten, was neue technologische Verfahren erforderlich machte.
Für die Analyse transportierte das Team die Probe an die University of Southern California, wo sie mithilfe eines medizinischen Mikro-CT-Scanners durchleuchtet wurde. Jede Stunde der Datenverarbeitung habe laut Nate Carroll, Paläontologe am Carter County Museum in Montana, eine weitere Feder, eine weitere Schuppe und einen weiteren Knochen in atemberaubender 3D-Ansicht enthüllt, erklärte dieser in einer Veröffentlichung, die im Journal Current Biology erschienen ist.
Evolutionäre Zwischenstufe bei Hesperornithiformes
Bei dem befiederten Beutetier handelte es sich um einen Vertreter der Hesperornithiformes. Diese flugunfähigen Wasservögel nutzten ihre Beine zum Tauchen und jagten ähnlich wie heutige Eistaucher. Die nun analysierten Federn repräsentieren laut den Forschern eine evolutionäre Zwischenstufe. Einige der Strukturen ähneln modernen, wasserabweisenden Vogelfedern, während andere kleiner, flauschig und primitiv sind und eher an die Daunen von Dinosauriern erinnern.
Besonders die Untersuchung des Federinneren brachte überraschende Ergebnisse zutage. Zwei der Federn, einschließlich der an der Oberfläche des Koproliten freiliegenden, würden Merkmale aufweisen, die sich ausschließlich bei lebenden Vögeln und deren unmittelbaren Vorfahren finden, erläuterte David DeMar Jr.. Dazu gehört ein quadratischer Federkiel mit einem schwammartigen Zentrum. Bislang war diese Struktur aus keiner anderen mesozoischen Feder bekannt; der nächstjüngere Nachweis stammt erst aus dem frühen Eozän Dänemarks und ist rund zehn Millionen Jahre jünger.
Rätsel um das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit
Vor rund 66 Millionen Jahren schlug ein Asteroid auf der Erde ein und leitete ein Massenaussterben ein, dem die nicht-avianen Dinosaurier zum Opfer fielen. Während andere vogelähnliche Linien wie die Hesperornithiformes und die Enantiornithes ebenfalls ausstarben, überlebte eine Gruppe moderner Vögel, die Neornithes, aus deren Linien alle heutigen Vögel hervorgegangen sind.
Lange wurde vermutet, dass der Aufenthalt in Gewässern die Vögel vor den katastrophalen Folgen des Asteroideneinschlags schützte. Da jedoch auch die Hesperornithiformes aquatisch lebten und dennoch ausstarben, greift diese alleinige Erklärung zu kurz. Die Forscher vermuten nun, dass die spezifische Beschaffenheit der Befiederung und das jeweilige Mauserverhalten den Ausschlag gaben.
Einige der Federn dieser Tauchvögel hätten modern gewirkt und seien wasserdicht gewesen, sie hätten jedoch auch einige kleinere, fransige, primitive Körperfedern besessen, die man mit Dinosauriern assoziiere, erklärte Jingmai O’Connor vom Field Museum.
Diese Kombination aus modernen und primitiven Federn bot vermutlich weniger Isolationsleistung als das Gefieder der Überlebenden. Nach dem Einschlag führten die drastischen Klimaveränderungen zu harten Winterbedingungen, in denen eine effiziente Wärmeisolation überlebenswichtig war.
Neue Perspektiven für die Paläontologie
Der Fund zeigt nach Ansicht des Teams, dass fossilisierte Exkremente eine bislang unterschätzte Quelle für die Erforschung von Weichgewebe in Gesteinsschichten darstellen, die sonst selten derartige Strukturen bewahren. Jingmai O’Connor vom Field Museum in Chicago kündigte an, dass in einer folgenden Arbeit die chemischen Prozesse der Fossilisierung genauer untersucht werden sollen, um gezielter nach weiteren Koproliten mit erhaltenen Mikrostrukturen zu suchen.
