Sequentielle Mauser – „modernes“ Vogelmerkmal bei einem Dinosaurier?

Wenn ein Wirbeltier flugtaugliche, asymmetrische Federn besitzt, bezeichnet man es üblicherweise als „Vogel“. Nicht so bei Microraptor, der zur Dinosaurier-Gruppe der Dromaeosauridae gerechnet und einer eigenen evolutionären Linie zugeordnet wird. Ungewöhnlich an dieser Gattung ist ihre Vierflügeligkeit. Chatterjee & Templin (2007) vermuten, dass Microraptor eine Art Doppeldecker-Gleitflug ausübte. Aber es spricht einiges dafür, dass er auch aktiv fliegen konnte (Pei et al. 2020).

Abb. 1: Holotyp-Fossil von Microraptor gui. Weiße Pfeile zeigen auf die erhaltenen Federn. Maßstab: 5 cm. (PLoS ONE 5(2): e9223, CC BY 2.5)

Dass Microraptor ein gewohnheitsmäßiger Flieger war, darauf weisen neue Befunde über seine Mauser hin. Kiat et al. (2021, 3635) konnten bei einem Exemplar eine deutliche Lücke im rechten Flügel nachweisen – ein Hinweis auf eine schrittweise Ersetzung der Federn. Diese Entdeckung liefere „den ersten klaren Beweis für eine sequentielle Flügelfedermauser im Fossilbericht und die erste Identifizierung der Mauser bei Dinosauriern, die nicht zu den Vögeln gerechnet werden“ (Kiat et al. 2021, 3636). Die fossile Dokumentation dieser fortgeschrittenen Strategie der Federmauser reicht mit diesem Fund um bis zu 50 Millionen radiometrische Jahre weiter zurück als bisher bekannt, und trat „schon früh in der Evolution der Paraves“ auf; die Fundschichten von Microraptor werden auf etwa 120 Millionen radiometrische Jahre datiert. Die sequentielle Mauser ist für die Forscher ein starkes Indiz dafür, dass Microraptor dauerhaft und ununterbrochen flugfähig war.

Wie gelangen die Autoren zu dieser Schlussfolgerung? Sie erhoben Daten von 51 flugunfähigen heutigen Vogelarten, von weiteren 61 Arten, die während der Mauser flugunfähig sind, und von 190 Arten, die auch während der Mauser flugfähig sind. Eine aktuelle Phylogenese-Rekonstruktion ergab, dass sequentielle Mauser unter den „modernen“ Vögeln ursprünglich gewesen sein muss, während simultane Mauser, bei der alle Federn gleichzeitig abgeworfen werden, als abgeleitet eingestuft wird (Kiat et al. 2021, 3633). Weiter zeigt sich eine strenge Korrelation zwischen Mauser-Strategien und Flugfähigkeiten. Keine flugunfähige Art mausert sequentiell. Bei erst vor kurzem flugunfähig gewordenen Arten wie beim Inselkormoran ist die Mauser irregulär (Kiat et al. 2021, 3634). Aus der Mauser-Strategie kann daher bei heutigen Arten klar auf die Flugfähigkeit geschlossen werden; sequentielle Mauser ist ein klarer Hinweis darauf, dass die Flugfähigkeit während der Mauser erhalten bleibt. Außerdem konnten die Forscher eine Korrelation zwischen Mauser-Strategie und dem besiedelten Lebensraum feststellen (Kiat et al. 2021, 3634).

Aufgrund der Befunde bei Microraptor schließen die Forscher, dass Microraptor seine Flugfähigkeit wahrscheinlich das ganze Jahr über beibehielt, auch während der Zeit der Mauser. Somit sei der Flug entweder für die tägliche Nahrungssuche oder die Flucht vor Raubtieren unerlässlich gewesen. Die Belege für eine sequentielle Mauserstrategie unterstützen ihrer Einschätzung nach die Existenz ausgeprägter aerodynamischer Fähigkeiten, die entweder aus Schlag- oder Gleitflug bestehen könnten, oder zumindest die Notwendigkeit des Fluges während des gesamten Jahreszyklus, einschließlich der Mauserzeit, für das tägliche Überleben. Die „ausgefeilten Flugfähigkeiten“ von Microraptor würden auch durch den starken Grad der Asymmetrie seiner Flugfedern und das Vorhandensein eines Daumenfittichs unterstützt (Kiat et al. 2021, 3636). Der Daumenfittich (Alula, Federn am Daumen des Vogelflügels) ist wichtig für die Bremswirkung beim Flug.

Aus evolutionstheoretischer Sicht ergibt sich, dass einmal mehr moderne Merkmale früh in der Geschichte einer Formengruppe etabliert sind. Und da Microraptor in einen anderen evolutionären Ast als die Vögel gestellt wird, muss diese Art der Mauser mindestens zweimal unabhängig entstanden sein (Konvergenz). Das bedeutet aber auch, dass der Flug mithilfe von Federn bei Microraptor unabhängig von den Vögeln entstanden sein müsste (Pei et al. 2020) – aus evolutionstheoretischer Sicht unerwartet und unwahrscheinlich. Damit verlöre der Flug mithilfe von Federn seinen Status als evolutionäres Schlüsselmerkmal.

R. Junker

[Chatterjee S & Templin RJ (2007) Biplane wing planform and flight performance of the feathered dinosaur Microraptor gui. PNAS 104, 1576-1580 • Kiat Y, Balaban A et al. (2021) Sequential molt in a feathered dinosaur and implications for early Paravian ecology and locomotion. Curr. Biol. 30, 3633–3638 • Pei R, Pittman M et al. (2020) Potential for powered flight neared by most close avialan relatives, but few crossed its thresholds. Curr. Biol. 30, 1–14.]