„Manche Flugsaurier schlugen mit den Flügeln, andere glitten durch die Lüfte“ – neue Studie bestätigt Flugfähigkeit dieser Giganten der Lüfte

Einige Arten von Flugsauriern flogen durch Flügelschlagen, während andere wie Geier schwebten, zeigt eine neue Studie veröffentlicht im Zeitschrift für Wirbeltierpaläontologie.

Es wurde lange darüber diskutiert, ob die größten Flugsaurier überhaupt fliegen konnten.

Doch „bemerkenswerte“ und „seltene“ dreidimensionale Fossilien von zwei unterschiedlichen großwüchsigen Azhdarchoidea-Flugsaurierarten – darunter eine, die der Wissenschaft bislang unbekannt war – haben es Wissenschaftlern ermöglicht, die Hypothese aufzustellen, dass die größten Flugsaurier nicht nur in die Luft steigen konnten, sondern dass sich auch ihre Flugstile unterschieden.

Die neuen Erkenntnisse stammen von Experten der University of Michigan in den USA, der Natural Resources Authority und der Yarmouk University in Jordanien sowie dem Saudi Geological Survey in Saudi-Arabien.

In ihrem Artikel beschreiben sie im Detail, wie diese Fossilien – die aus der jüngsten Kreidezeit (vor etwa 72 bis 66 Millionen Jahren) stammen – an zwei verschiedenen Fundstätten, die eine küstennahe Umgebung am Rande Afro-Arabiens bewahren, einer alten Landmasse, die sowohl Afrika als auch die Arabische Halbinsel umfasste, in bemerkenswerter Weise dreidimensional konserviert wurden.

Anschließend analysierte das Forschungsteam mit Hilfe hochauflösender Computertomographie (CT) die innere Struktur der Flügelknochen.

„Das Ausgrabungsteam war äußerst überrascht, dreidimensional erhaltene Flugsaurierknochen zu finden. Dies ist ein sehr seltenes Vorkommen“, erklärt die Hauptautorin Dr. Kierstin Rosenbach von der Abteilung für Erd- und Umweltwissenschaften der Universität Michigan.

„Da Flugsaurierknochen hohl sind, sind sie sehr zerbrechlich und werden, wenn überhaupt, eher plattgedrückt wie ein Pfannkuchen gefunden.

„Da 3D-Konservierungen so selten sind, wissen wir nicht viel darüber, wie Flugsaurierknochen von innen aussehen. Deshalb wollte ich sie per CT scannen.

„Es ist durchaus möglich, dass im Inneren nichts erhalten geblieben ist oder dass die CT-Scanner nicht empfindlich genug waren, um fossiles Knochengewebe von der umgebenden Matrix zu unterscheiden.“

Glücklicherweise entdeckte das Team jedoch etwas „Bemerkenswertes“, denn es blieben „aufregende innere Strukturen erhalten, die im CT-Scanner sogar sichtbar waren“.

CT-Scans zeigen, dass einer schwebt, einer flattert

Neu gesammelte Exemplare des bereits bekannten Riesenflugsauriers Arambourgiania philadelphiae bestätigen seine Flügelspannweite von 10 Metern und liefern erste Details seiner Knochenstruktur. CT-Bilder zeigten, dass das Innere seines hohlen Oberarmknochens eine Reihe von Rillen aufweist, die sich spiralförmig den Knochen hinauf und hinunter erstrecken.

Dies ähnelt Strukturen im Inneren von Flügelknochen von Geiern. Man geht davon aus, dass die Spiralrippen den Torsionsbelastungen standhalten, die mit dem Segelflug verbunden sind (anhaltender Motorflug, der Start und Aufrechterhaltung des Flügelschlags erfordert).

Das andere untersuchte Exemplar war der für die Wissenschaft neue Inabtanin alarabia, der eine Flügelspannweite von fünf Metern hatte. Das Team benannte ihn nach dem Ort, an dem er ausgegraben wurde – in der Nähe eines großen, traubenfarbenen Hügels namens Tal Inab. Der Gattungsname kombiniert die arabischen Wörter „inab“ für Traube und „tanin“ für Drache. „Alarabia“ bezieht sich auf die Arabische Halbinsel.

Inabtanin ist einer der vollständigsten Flugsaurier, die jemals in Afro-Arabien gefunden wurden, und die CT-Scans zeigten, dass sich die Struktur seiner Flugknochen völlig von der von Arambourgiania unterschied.

Die Innenseite der Flugknochen war von einer Anordnung von Streben durchzogen, die denen der Flügelknochen heutiger Flattervögel entsprachen.

Dies deutet darauf hin, dass es an die Biegebelastung angepasst war, die mit dem Schlagflug einhergeht. Daher ist es wahrscheinlich, dass Inabtanin auf diese Weise flog – obwohl dies nicht ausschließt, dass gelegentlich auch andere Flugstile zum Einsatz kamen.

„Die Streben, die wir in Inabtanin gefunden haben, waren cool anzusehen, aber nicht ungewöhnlich“, sagt Dr. Rosenbach. „Die Grate in Arambourgiania waren völlig unerwartet, wir waren uns zunächst nicht sicher, was wir da sahen. Das vollständige 3D-Modell des Oberarmknochens von Arambourgiania mit seinen spiralförmigen Graten zu sehen, war einfach so aufregend.“

Wie lässt sich dieser Unterschied erklären?

Die Entdeckung unterschiedlicher Flugstile bei Flugsauriern unterschiedlicher Größe sei „aufregend“, so die Experten, weil sie Einblicke in die Lebensweise dieser Tiere öffne. Sie wirft auch interessante Fragen auf, etwa inwieweit der Flugstil mit der Körpergröße korreliert und welcher Flugstil bei Flugsauriern häufiger vorkommt.

„Es gibt so wenige Informationen über die innere Knochenstruktur von Flugsauriern im Laufe der Zeit, dass es schwierig ist, mit Sicherheit zu sagen, welcher Flugstil zuerst kam“, fügt Dr. Rosenbach hinzu. „Wenn wir uns andere fliegende Wirbeltiergruppen, Vögel und Fledermäuse ansehen, können wir sehen, dass das Flügelschlagen das bei weitem häufigste Flugverhalten ist. Sogar Vögel, die schweben oder gleiten, benötigen ein gewisses Maß an Flügelschlagen, um in die Luft zu kommen und die Flugfähigkeit aufrechtzuerhalten.“

„Das führt mich zu der Annahme, dass der Flügelschlagflug der Grundzustand ist und dass sich das Gleitverhalten vielleicht später entwickelt hat, wenn es für die Flugsaurierpopulation in einer bestimmten Umgebung vorteilhaft gewesen wäre; in diesem Fall dem offenen Ozean.“

Co-Autor Professor Jeff Wilson Mantilla, Kurator am Michigan Museum of Paleontology, und Dr. Iyad Zalmout vom Saudi Geological Survey fanden diese Exemplare im Jahr 2007 an Fundstätten im Norden und Süden Jordaniens.

Professor Jeff Wilson Mantilla sagt, dass die „Variationen wahrscheinlich Reaktionen auf mechanische Kräfte widerspiegeln, die während des Flugs auf die Flügel der Flugsaurier einwirken.“

Weitere Studien zum Wirbeltierflug möglich

Abschließend stellt Dr. Rosenbach fest: „Flugsaurier waren die ersten und größten Wirbeltiere, die den motorisierten Flug entwickelten, sie sind jedoch die einzige große Flugsauriergruppe, die ausgestorben ist. Bisherige Versuche, ihre Flugmechanik zu verstehen, beruhten auf aerodynamischen Prinzipien und Analogien zu heute lebenden Vögeln und Fledermäusen.

„Diese Studie bietet einen Rahmen für die weitere Untersuchung des Zusammenhangs zwischen innerer Knochenstruktur und Flugfähigkeit und -verhalten und wird hoffentlich zu einer umfassenderen Untersuchung der Flugknochenstruktur bei Flugsaurierexemplaren führen.“