Gefiedergeschichten
Bernstein konserviert feinste Strukturen - und so bieten 70 Millionen Jahre alte Fundstücke einen einzigartigen Blick in die Evolution der Feder vom Dinosaurier bis zum modernen Vogel.
© Science/AAAS (Ausschnitt)
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Ringellocken an der Basis | Als zweites Stadium in der Federentwicklung gelten Gruppen von dicht aneinander gerückten Filamenten, die sich in ihrer Struktur noch nicht von den einfachen Protofedern unterscheiden - der erste Schritt hin zu den späteren, sich seitlich abzweigenden Federästen, ohne dass es jedoch bereits eine zentrale Achse gäbe. Diese bildet sich erst im dritten Entwicklungsstadium: der Federschaft oder Rachis, von dem die Federäste ausgehen, die sich wiederum in Strahlen aufteilen. Der vierte Schritt bringt die feinen Haken, mit denen sich die Strahlen von benachbarten Federästen verzahnen und so eine stabile Federfahne bewirken.
Auch diese Strukturen finden sich in den Bernsteinfragmenten. Und sie zeigen eine weitere Besonderheit: Sie sind an der Basis spiralig aufgerollt.
Auch diese Strukturen finden sich in den Bernsteinfragmenten. Und sie zeigen eine weitere Besonderheit: Sie sind an der Basis spiralig aufgerollt.
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Eine Basis für den Wassertransport | Auch dieses Bild zeigt noch einmal die eingerollte Basis der hoch entwickelten Federn. Ähnliches findet sich im Gefieder von Sandläufern und Trockengebiete bewohnenden Flughühnern, die auf diese Weise Wasser speichern und zum Nest transportieren - um die Eier zu kühlen oder die Küken zu tränken.
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Oder ein einstiger Taucher? | Auch Lappentaucher haben solch eingerollte Basisabschnitte an den Strahlen: Sie speichern ebenfalls Wasser im Gefieder, aber nicht für den Transport, sondern um unter anderem den Auftrieb zu senken und so bei den Tauchgängen zu helfen. Die im Bernstein überlieferten Federreste erinnern am ehesten an die Federformen der Lappentaucher, weshalb die Forscher davon ausgehen, dass der einstige Besitzer ebenfalls tauchte.
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Gut verzahnt | Stadium 5 schließlich bringt noch weitere spezielle Anpassungen, unter anderem wird hier nun die Fahne auch asymmetrisch. Auch hierfür barg der Bernstein ein Beispiel: Von einem dicken Federschaft zweigen in die eine Richtung Strahlen von einem knappen halben Millimeter ab, während ihre Gegenüber gerade mal einen Viertel Millimeter messen. Alle besitzen feine Haken, mit denen sich die Federfahnen fest verzahnen lassen - offenbar konnte ihr Besitzer damals fliegen. Diese hier ist gefangen in einem ehemaligen Spinnennetz.
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Entlarvende Farben | Im Bernstein bleiben auch Farbpigmente gut erhalten. In diesem Fall deckte die Pigmentierung eine mögliche Fehlinterpretation von Funden aus Frankreich auf: Sie unterstreichen, dass es sich hier um Strahlen handelt, die von einem Federast ausgehen, und nicht um Federäste an einer Rachis, wie man sonst schließen könnte.
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Zu Beginn ein hohler Faden | In 70 Millionen Jahre altem Bernstein aus dem kanadischen Alberta sind Forscher auf eine Ansammlung verschiedenster Evolutionsstadien von Federn gestoßen. An deren Anfang stehen fadenförmige Strukturen, die noch als Protofedern gelten. Sie schmückten einst bereits die Verwandtschaft von T. rex und Compsognathiden, kleinen, fleischfressenden Theropoden des Jura.
Solche Filamente liegen dicht an dicht in dem fossilen Harz nebeneinander, mit einer Dicke von etwa 16 Mikrometern erreichen sie etwa ein Viertel des Durchmessers einen menschlichen Haars. Ihr Inneres ist hohl,, sie werden zur Spitze hin dünner und sind unterschiedlich stark pigmentiert: Einige sind fast durchsichtig, andere sehr dunkel. An manchen Stellen ist außen eine Art Kreuzschraffur als Muster erkennbar. Da sie keine Zellwände aufweisen und auch recht groß sind, handelt es sich nicht um Überreste von Pflanzen oder Pilzen, so die Forscher um Ryan McKellar von der University of Alberta in Edmonton. Der geringe Durchmesser und das Fehlen der schuppig übereinander liegenden abgestorbenen Zellschichten schließen zudem aus, dass es Säugetierhaare sind.
Solche Filamente liegen dicht an dicht in dem fossilen Harz nebeneinander, mit einer Dicke von etwa 16 Mikrometern erreichen sie etwa ein Viertel des Durchmessers einen menschlichen Haars. Ihr Inneres ist hohl,, sie werden zur Spitze hin dünner und sind unterschiedlich stark pigmentiert: Einige sind fast durchsichtig, andere sehr dunkel. An manchen Stellen ist außen eine Art Kreuzschraffur als Muster erkennbar. Da sie keine Zellwände aufweisen und auch recht groß sind, handelt es sich nicht um Überreste von Pflanzen oder Pilzen, so die Forscher um Ryan McKellar von der University of Alberta in Edmonton. Der geringe Durchmesser und das Fehlen der schuppig übereinander liegenden abgestorbenen Zellschichten schließen zudem aus, dass es Säugetierhaare sind.
Das Bild vom nackten Dinosaurier hat sich längst gewandelt: Ähnlich Vögeln besaßen auch sie teilweise ein buntes Federkleid. Doch unterscheiden sich ihre primitiven Gefieder noch deutlich von dem ihrer späteren Abkömmlinge. 70 Millionen Jahre alter Bernstein aus Kanada bietet Forschern nun einen umfassenden Einblick in alle verschiedenen Stadien der Federentwicklung.
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