Ryan Carney ist mit Leib und Seele Evolutionsbiologe und verkörpert das stereotype Haudegenbild dieser Forschergattung auch optisch: lange Koteletten, zurückgegelte Haare, schwarzes, eng anliegendes T-Shirt und das Forschungsobjekt seiner Begierde auf dem linken Oberarm tätowiert: die isolierte Feder des Urvogels Archaeopteryx, die 1860 in Solnhofen gefunden wurde. Zusammen mit einem internationalen Paläontologenteam ist der Forscher von der Brown Universität im US-Bundesstaat Rhode Island der Frage nachgegangen, ob sich in der Feder noch Farbreste nachweisen lassen, auch wenn sie rund 150 Millionen Jahre alt ist?
"Es gab immer zahlreiche Spekulationen, ob es sich bei den Farbresten in der versteinerten Feder tatsächlich um Original-Pigmente des Gefieders handelt oder um Reste von Bakterien, die im Zuge der Versteinerung erhalten geblieben sind. Also haben wir uns die Feder genauer angesehen."
Und zwar mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops. Die Analysen ergaben, dass es sich tatsächlich um kleine farbstoffproduzierende Gebilde handelt. Nach zahlreichen Versuchen gelang es den Forschern, diese pigmentproduzierenden Teile von Zellen, die so genannten Melanosome, zu isolieren. Deren Aufbau und Anordnung verglichen sie auch mit den Melanosomen von 87 heute lebenden Vogelarten. Demnach hatte der Archaeopteryx, von dem diese Feder stammt, zu 95 Prozent ein schwarzes Gefieder.
"Bis ins kleinste Detail ähnelt diese Zusammensetzung der Melanosome in der Feder dem, was wir bei heutigen Vögeln sehen. Dort verstärkt die schwarze Farbe die Federn. Das bedeutet, dass schwarze Federn steifer sind, größeren Belastungen standhalten, dicker sind, sich weniger abnutzen und eine bessere Aerodynamik aufweisen, was beim Flügelschlag wichtig ist. Zudem spricht die anatomische Lage der Feder auch dafür, dass sie schwarz war."
Denn erstmals konnten Ryan Carney und seine Kollegen klären, dass die Feder aus dem äußeren, mittleren Bereich des linken Flügels stammt. Dort sind die Pigmentzellen im Gefieder heutiger Vögel eher schwarz, da sie den Flug stabilisieren und der Abnutzung vorbeugen. Die Anordnung der Melanosome in der Archaeopteryxfeder machte sie demnach stark und haltbar. Konnte der Urvogel also doch fliegen?
"Wir können jetzt nicht behaupten, dass die Feder eindeutig belegt, dass Archaeopteryx fliegen konnte. Wir können nur belegen, dass es diese Melanosome in der Feder gab und diese die Feder stabilisiert haben dürften. Auch von ihrer Anatomie, wie gebogen die Feder ist, deutet alles darauf hin, dass sie die gleichen anatomischen Eigenschaften hat wie die von flugfähigen Vögeln. Ob es jetzt ein Segeln, Flattern oder Fliegen war können wir nicht sagen, wir wissen nur, dass die Feder aerodynamisch war."
Zwar eigneten sich die Federn von Archaeopteryx theoretisch zum Fliegen, aber der finale Beweis ist damit noch nicht erbracht. Das schwarze Melanin könnte ebenso gut der Regulierung der Körpertemperatur gedient oder einen Tarneffekt gehabt haben, auch sei ein dunkles Gefieder als Attraktivitätsmerkmal bei der Balz möglich, räumt Ryan Carney ein. Aber möglicherweise, so der Forscher, trifft ja auch alles zu.
"Es gab immer zahlreiche Spekulationen, ob es sich bei den Farbresten in der versteinerten Feder tatsächlich um Original-Pigmente des Gefieders handelt oder um Reste von Bakterien, die im Zuge der Versteinerung erhalten geblieben sind. Also haben wir uns die Feder genauer angesehen."
Und zwar mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops. Die Analysen ergaben, dass es sich tatsächlich um kleine farbstoffproduzierende Gebilde handelt. Nach zahlreichen Versuchen gelang es den Forschern, diese pigmentproduzierenden Teile von Zellen, die so genannten Melanosome, zu isolieren. Deren Aufbau und Anordnung verglichen sie auch mit den Melanosomen von 87 heute lebenden Vogelarten. Demnach hatte der Archaeopteryx, von dem diese Feder stammt, zu 95 Prozent ein schwarzes Gefieder.
"Bis ins kleinste Detail ähnelt diese Zusammensetzung der Melanosome in der Feder dem, was wir bei heutigen Vögeln sehen. Dort verstärkt die schwarze Farbe die Federn. Das bedeutet, dass schwarze Federn steifer sind, größeren Belastungen standhalten, dicker sind, sich weniger abnutzen und eine bessere Aerodynamik aufweisen, was beim Flügelschlag wichtig ist. Zudem spricht die anatomische Lage der Feder auch dafür, dass sie schwarz war."
Denn erstmals konnten Ryan Carney und seine Kollegen klären, dass die Feder aus dem äußeren, mittleren Bereich des linken Flügels stammt. Dort sind die Pigmentzellen im Gefieder heutiger Vögel eher schwarz, da sie den Flug stabilisieren und der Abnutzung vorbeugen. Die Anordnung der Melanosome in der Archaeopteryxfeder machte sie demnach stark und haltbar. Konnte der Urvogel also doch fliegen?
"Wir können jetzt nicht behaupten, dass die Feder eindeutig belegt, dass Archaeopteryx fliegen konnte. Wir können nur belegen, dass es diese Melanosome in der Feder gab und diese die Feder stabilisiert haben dürften. Auch von ihrer Anatomie, wie gebogen die Feder ist, deutet alles darauf hin, dass sie die gleichen anatomischen Eigenschaften hat wie die von flugfähigen Vögeln. Ob es jetzt ein Segeln, Flattern oder Fliegen war können wir nicht sagen, wir wissen nur, dass die Feder aerodynamisch war."
Zwar eigneten sich die Federn von Archaeopteryx theoretisch zum Fliegen, aber der finale Beweis ist damit noch nicht erbracht. Das schwarze Melanin könnte ebenso gut der Regulierung der Körpertemperatur gedient oder einen Tarneffekt gehabt haben, auch sei ein dunkles Gefieder als Attraktivitätsmerkmal bei der Balz möglich, räumt Ryan Carney ein. Aber möglicherweise, so der Forscher, trifft ja auch alles zu.