Fossiles Pflegemittel für Vogelgefieder

Typischerweise benutzen Vögel ein öliges

Sekret aus der Bürzeldrüse (Glandula uropygialis), um ihr Gefieder zu pflegen. Die Bürzeldrüse ist eine Hautdrüse, die sich oberhalb der Schwanzwurzel befindet, von dort nehmen Vögel die fettige Substanz mit dem Schnabel oder den Beinen auf und verteilen sie auf dem Federkleid. An den sehr gut erhaltenen fossilen Überresten eines Vogels hat ein internationales Team von Wissenschaftlern, an dem auch Mitarbeiter des Senckenberg-Forschungsinstituts beteiligt waren, Proben aus dem Bereich der Bürzeldrüse untersucht (O‘Reilly et al. 2017; Abb. 1 und 2). Das Fossil stammt aus der Grube Messel, einem UNESCO Weltkulturerbe, und konnte bisher noch nicht genau bestimmt und zugeordnet werden. Der Ölschiefer der Fossillagerstätte wird von Geologen ins Eozän eingeordnet und sein radiometrisches Alter mit ca. 48 Millionen Jahren angegeben.

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Abb. 2: Die chemische Analyse der in der Bürzeldrüse konservierten Bestandteile förderte alte Fette zutage, mit dem der Vogel sein Gefieder pflegte. (© Sonja Wedmann/Senckenberg) http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn402.html

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Abb. 1: Das Vogelskelett aus der Grube Messel mit Bürzeldrüse (markiert). (© Sven Traenkner/Senckenberg) http://www.schattenblick.de/infopool/natur/biologie/nborn402.html

An der Position, an der im Fossil die Bürzeldrüse zu erwarten ist, konnten die Wissenschaftler einige Mikrogramm einer wachsartigen Substanz gewinnen, die sie analytisch untersucht und zur Kontrolle mit Proben aus fossilen Federnund dem umgebenden Ölschiefer verglichen haben. Außerdem zogen sie neben den fossilen Proben auch das Bürzeldrüsensekret von Vertretern heute lebender Vögel – Amsel, Ente und Specht – zu Vergleichen heran.

Die massenspektrometrischen Analysen zeigten zunächst, dass in allen drei fossilen Proben Gemische aus Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten sind, die aus 8 bis 30 C-Atomen bestehen. Darüber hinaus konnten die Autoren zeigen, dass sich die Zusammensetzung der drei Proben unterscheidet. Dies bedeutet, dass im Bereich der Bürzeldrüse des fossilen Vogels ein anderes Kohlenwasserstoffgemisch vorliegt als im umgebenden Ölschiefer oder in den Federn.

Der Vergleich mit Sekreten aus Bürzeldrüsen heute lebender Vögel ergab Hinweise darauf, dass die ursprünglichen langkettigen Kohlenwasserstoffe (Fettsäuren und Fettalkohole) unter den Ablagerungsbedingungen verändert wurden (Diagenese), aber weitgehend frei von Verunreinigung geblieben sind. Als Grund für Letzteres führen die Autoren an, dass die Bürzeldrüsen­sekrete auch antibakteriell wirken und so das Wachstum von Bakterien im Bereich der Bürzeldrüse in der Frühphase der Fossilisation eingeschränkt gewesen sein könnte.

Mit dieser Untersuchung gelang es erstmals, die Bürzeldrüse anhand der chemischen Analyse der darin gebildeten Sekrete bzw. anhand ihrer durch Diagenese umgewandelten Komponenten in Vogelfossilien nachzuweisen. Die Autoren vermuten, dass für die außerordentlich gute Erhaltung niedrige Temperaturen und geringer Druck verantwortlich sind. Sie gehen davon aus, dass die ursprüngliche Zusammensetzung der Fette aus der Bürzeldrüse anhand der gewonnenen Daten rekonstruierbar ist und im vorliegenden Fall von Fettsäuren und Fettalkoholen mit Kettenlängen von 22 bis 28 C-Atomen dominiert wurden.

Die Analysedaten sind aufgrund der geringen Probenmengen nicht so zuverlässig abgesichert, wie das wünschenswert wäre. Sollten diese Daten aber durch weitere Untersuchungen bestätigt werden, dann erhebt sich aufgrund der spezifischen Erhaltung mit Dringlichkeit die Frage nach einem Erhaltungsmechanismus, der die Sekretkomponenten über die angegebene lange Zeit konserviert. Ähnlich wie bei der Erhaltung von Geweberesten und Eiweißfragmenten in Dinosaurierfossilien ist die Frage nach dem zugrundliegenden Mechanismus bisher offen. Eine Verkürzung der Erhaltungsdauer stellt eine Denkmöglichkeit dar, das Problem zu verringern.

H. Binder

[O´Reilly, Summons R, Mayr G & Vinther J (2017) Preservation of uropygial gland lipids in a 48-million-year-old bird. Proc. R. Soc. B 284 doi: 10.1098/rspb.2017.1050]