Manchmal sind die Dinge anders als sie erscheinen: Wie Dinos Vogelköpfe bekamen

Der Übergang von Dinosauriern zu Vögeln zählt zu den eindrucksvollsten evolutionären Veränderungen der Erdgeschichte. Ein internationales Paläontologenteam widerlegt nun in einer neuen Studie eine lange angenommene Hypothese.

So waren Formveränderungen des Gleichgewichtsorgans im Innenohr am Ursprung der Vögel keine direkte Anpassung an das Fliegen. Vielmehr führte der grundlegende Umbau des Schädels zu den Veränderungen im Innenohr. Die Ergebnisse der Studie veröffentlichten die Paläontologen nun in der Fachzeitschrift „PNAS“.

Auf dem Weg vom Dinosaurier zum modernen Vogel entstanden nicht nur Federn, Flügel und schließlich der aktive Flug. Auch Schädel, Gehirn und Sinnesorgane wurden grundlegend umgebaut. Besonders auffällig ist die Veränderung der Form des Gleichgewichtsorgans im Innenohr. Bislang wurde sie häufig als Anpassung der Sinnesfunktion an die besonderen Anforderungen an Gleichgewicht, räumliche Orientierung und die Stabilisierung des Blicks im Zusammenhang mit dem aktiven Fliegen interpretiert.

Ein internationales Forscherteam um den Paläontologen Guillermo Navalón, Universität Alcalá, Spanien kommt zu einem anderen Ergebnis. Entscheidend für diese Umformung im Innenohr war offenbar nicht die neue Art der Fortbewegung. Vielmehr ist der grundlegende Umbau des Schädels, insbesondere im Bereich des Schädel-Hals-Gelenks verantwortlich für die Formveränderung der Bogengänge des Innenohrs bei Vögeln. An der Studie beteiligt war auch Serjoscha Evers, Paläontologe an den Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB).

Evers und seine Kollegen verglichen die Innenohr- und Schädelanatomie von Dinosauriern, frühen Vögeln wie Archaeopteryx und Flugsauriern mit der von heute noch lebenden sowie kürzlich ausgestorbenen Vögeln, darunter auch flugunfähige Arten wie Pinguine und Kiwis. Analysiert wurden die Bogengänge des Innenohrs. Die mit Flüssigkeit gefüllten Röhren registrieren Drehbewegungen des Kopfes und sind damit ein wichtiger Teil des Gleichgewichtssinns. Ihre knöcherne Form lässt sich auch bei fossilen Tieren mithilfe hochauflösender Computertomographie dreidimensional rekonstruieren.

Ergebnis fiel überraschend eindeutig aus

Ob ein Vogel fliegen kann oder nicht, erklärt die Form seiner Bogengänge nur schlecht. Selbst der wiederholte vollständige Verlust der Flugfähigkeit in den verschiedenen Vogellinien hinterließ keinen einheitlichen Abdruck in ihrer Form. Einen wesentlich stärkeren Zusammenhang fanden die Forschenden dagegen mit der Architektur des Schädels. So zeigt sich die Neuorganisation des Kopfes am Dinosaurier-Vogel-Übergang besonders deutlich am Hinterhaupt.

Die Verbindung zwischen Schädel und Wirbelsäule verlagerte sich bei Vögeln zunehmend auf die Unterseite des Schädels. Mit dieser Neuausrichtung veränderten sich auch die umliegenden Schädelknochen – und mit ihnen die Form des darin eingebetteten Innenohrs. Das charakteristisch „vogelartige“ Innenohr erscheint damit nicht als isolierte Neuerung des Gleichgewichtssinns, sondern als Teil eines umfassenderen Umbaus des Kopf-Hals-Systems.

„Wir neigen dazu, auffällige Veränderungen eines Sinnesorgans unmittelbar als funktionelle Anpassung zu interpretieren“, sagt SNSB Paläontologe Dr. Serjoscha Evers, Mitautor der Studie. „Das Innenohr befindet sich aber nicht isoliert im Schädel. Wenn sich die gesamte Architektur des Kopfes verändert, kann das auch die Form eines Sinnesorgans mitprägen – ohne dass diese Veränderung eine direkte Anpassung an eine neue Lebensweise sein muss.“