Alle heutigen Vögel gehen auf Dinosaurier-Vorfahren zurück. Diese begannen, Federn und Flügel zu entwickeln und erlangten die Fähigkeit, sich in die Luft zu erheben und zu fliegen. Als entscheidender Schritt beim Übergang von gefiederten Dinosauriern zu echten Urvögeln gelten jedoch der Vogelschnabel und die mit ihm verbundenen Anpassungen am Kopf der Vögel. “Vogelschädel tragen einen vergrößerten, vor dem Kiefer sitzenden zahnlosen Schnabel und besitzen ein kompliziertes dynamisches System, das einen beweglichen Gaumen und eine spezielle Kiefer-Aufhängung umfasst”, beschreiben Daniel Field von der Yale University und seine Kollegen diese bahnbrechende Erfindung der Natur. Typisch für Vögel sind zudem reduzierte Kaumuskeln und ein besonders großer Hirnschädel. “Doch in welcher Reihenfolge diese Merkmale einst erschienen und wie ihre ersten Versionen aussahen, blieb bisher unbekannt”, so die Forscher. Der Grund: Fast alle bisher gefundenen fossilen Vogelschädel aus Jura und Kreidezeit sind so zerdrückt und beschädigt, dass ihr dreidimensionaler Aufbau kaum mehr erkennbar ist.
Hornspitze im bezahnten Kiefer
Ein spektakulärer Fund ändert dies nun. Field und seine Kollegen haben bei Ausgrabungen im US-Bundesstaat Kansas erstmals ein Fossil des Urvogels Ichthyornis dispar mit nahezu intaktem Kopf entdeckt. Diese Urvogelart lebte vor rund 100 Millionen Jahren an dem ausgedehnten Binnenmeer, das Nordamerika damals von Norden nach Süden durchzog. “Ichthyornis wäre heutigen Meeresvögeln wie den Möwen oder Seeschwalben sehr ähnlich”, erklärt Fields Kollege Michael Hanson. Allerdings besaß dieser Urvogel im Unterschied zu seinen heutigen Nachfahren noch Zähne. “Die Zähne waren allerdings von einem lippenartigen Gewebe verdeckt und wären daher nur sichtbar gewesen, wenn der Vogel seinen Mund öffnete”, so Hanson.
Das neue Fossil enthüllt erstmals, wie einer der ersten Vogelschnäbel in der Evolutionsgeschichte aufgebaut war. Seine Struktur haben die Forscher unter anderem mithilfe von computertomographischen Analysen untersucht. Es zeigte sich: “Der erste Schnabel bestand nur aus einer mit Horn bedeckten Zangenspitze am Vorderende des Kiefers”, berichtet Co-Autor Bhart-Anjan Bhullar von der Yale University. “Der Rest des Kiefers war noch mit Zähnen gefüllt.” Ursprünglich könnte sich der Vogelschnabel demnach als eine Art Präzisions-Greifwerkzeug entwickelt haben, das den Urvögeln als Ersatzhand diente, während ihre Hände zu Flügeln umgewandelt waren. “Die zangenähnliche Bewegung der scharfkantigen, zahnlosen Schnabelspitze könnte das Gefiederputzen oder die Handhabung kleinerer Objekte erleichtert haben”, so die Forscher.
Doch Ichthyornis besaß auch noch einige sehr ursprüngliche Dinosauriermerkmale: Seine Kaumuskeln waren noch nicht reduziert und nahmen seitlich am seitlich am Schädel beträchtlichen Raum ein. “Diese plesiomorphe Anordnung ist bei einem schon so weit entwickelten Urvogel völlig unerwartet”, sagt Fields. Ichthyornis hat demnach einige Dinosauriermarkmale noch überraschend lange beibehalten. Eher modern war dagegen bereits das Gehirn des Urvogels: “Ichthyornis hatte bereits ein modern wirkendes Gehirn, kombiniert mit einer bemerkenswert Dinosaurier-ähnlichen Kiefermuskel-Konfiguration”, sagt Bhullar. Das widerspreche der bisherigen Theorie, dass die Vergrößerung der Gehirne bei den Urvögeln erst eintrat, als die kleiner werdenden Kaumuskeln Platz dafür schufen. “Dieser Fossilfund liefert uns damit die ersten direkten Belege für die evolutionären Umwandlungsschritte, die zum modernen Vogelkopf führten”, sagt Field.
