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Dienstag, 17.10.2017
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Strauß: Flügel als Bremshilfe

Vögel liefern neue Erkenntnisse zum Fortbewegungsverhalten von Dinosauriern

Die bislang als Überbleibsel der Evolution angesehenen Flügel dienen dem Strauß als raffinierte Steuerorgane und Bremshilfen. Diese überraschenden neuen Ergebnisse haben Wissenschaftler vor kurzem bei der Jahrestagung der Society of Experimental Biology in Prag vorgestellt.
Abgebremst

Abgebremst

Die Erkenntnisse über Flügel- und Beinfunktion des größten aller Vögel liefern den Paläontologen zudem einen neuen Ansatz bei der Rekonstruktion der Bewegungsweise zweibeiniger Dinosaurier.

Bei bisherigen Untersuchungen des Laufverhaltens von Straußen wurden die befiederten Vordergliedmaßen nie berücksichtigt, da man angenommen hatte, dass sie hauptsächlich im Dienst von Imponierverhalten und Thermoregulation stehen. Neue Langzeitbeobachtungen handaufgezogener Strauße, Modellrechnungen und Strömungsversuche haben jedoch gezeigt, dass diese flugunfähigen Riesenvögel sich aerodynamische Kräfte zu Nutze machen und sie regelmäßig während schnellem Abbremsen und abrupten Richtungswechseln einsetzen.

Dinos nutzten Vorderarme für bessere Balance


Die Ergebnisse der aktuellen Untersuchung weisen aus Sicht der Wissenschaftler auch darauf hin, dass einige der größten und schnellsten Dinosaurier, wie der acht Meter lange Gigantoraptor, ihre befiederten Vorderarme für bessere Balance und Manövrierfähigkeit nutzten.


Paläontologen hatten bisher angenommen, dass die Vordergliedmaßen zweibeinger Dinosaurier, im Fachjargon als Theropoden bezeichnet, „zum Fangen von Insekten, Greifen von Zweigen oder zum Herausreißen von Fleisch aus Aas“ benutzt wurden, wie Nina Schaller erläutert. Die Wissenschaftlerin arbeitet mit dem Forschungsinstitut Senckenberg in Frankfurt am Main, den Universitäten Antwerpen und Heidelberg und dem Royal Ontario Museum in Toronto zusammen.

Direkter Zusammenhang zwischen Flügelgröße und Funktion


Neben den möglichen Ähnlichkeiten zu Dinosauriern beschreibt Schaller vergleichbaren Flügeleinsatz bei modernen bodenlebenden Vögeln: „Die südamerikanischen Nandus entkommen mit flinkem Zickzacklauf ihren Verfolgern und benutzen dabei ihre abwechselnd ausgestreckten Flügel zum Balancieren“. Andere Verwandte des Straußes, wie der Australische Emu und der Kasuar haben dagegen sehr kleine, kaum noch erkennbare Flügel, die sie während der Fortbewegung ganz dicht an den Körper anlegen.

„Es scheint einen direkten Zusammenhang zwischen Flügelgröße und Funktion zu geben“, fügt Schaller hinzu. „Dabei spielt sicher auch der Lebensraum der Tiere eine große Rolle: für den Regenwaldbewohner Kasuar wären große Flügel bei Streifzügen durch das dichte Unterholz sehr hinderlich, während der Strauß seine Schwingen ungehindert in der weiten Steppe ausstrecken kann“.

Sehne mit tragender Rolle


Die Forscher fanden auch heraus, dass ein kleiner zur Sehne umfunktionierter Beinmuskel eine tragende Rolle bei der Fortbewegung spielt, ganz entgegen dessen bisheriger Beschreibung in der Fachliteratur als „Rudiment“, ein sich in der Rückbildung befindendes Organ. Die kurze Sehne ist der maßgebende Akteur in einem Schnappmechanismus, der das Straußenbein während der Standbeinphase passiv aufrecht hält.

Falls ein vergleichbarer Mechanismus auch bei theropoden Dinosauriern mit Straußen-ähnlichem Laufverhalten und Lebensraum vorhanden war, hätte dies den Energieaufwand gesenkt, der zum Tragen eines schweren Körpers nötig ist. Die so eingesparte Energie floss vermutlich in den Antrieb, um größere Distanzen schneller zurückzulegen. In Kombination mit dem Einsatz befiederter Vorderarme als Steuerorgane ergibt sich daraus möglicherweise ein vergrößertes Bewegungsspektrum der Dinos, so die Wissenschaftler um Schaller.

Straußenbeine im Visier – eigentlich


Ursprünglich standen nur die Beine im Mittelpunkt ihrer Forschung. Sie wollte untersuchen, wie es Strauße schaffen, mit einem Durchschnittstempo von 60 bis 70 Kilometer pro Stunde für eine halbe Stunde zu laufen. „Kein Tier läuft so schnell und ausdauernd wie der Strauß“ hatte bereits Bernhard Grzimek 1959 in seinen Film „Serengeti darf nicht sterben“ bewundernd berichtet. „Der Gebrauch der Flügel im Dienste terrestrischer Fortbewegung war eher ein Zufallsfund“, so Schaller.

Für ihre Untersuchungen hat sie drei Strauße in einem großen Freigehege von Hand aufgezogen. Dieser Arbeitsansatz unterscheidet sich grundlegend von der sonst üblichen Methode, Tiere unter Laborbedingungen zu untersuchen. Durch die Freilandhaltung ist sichergestellt, dass die Tiere in einem möglichst natürlichen Umfeld aufwachsen, in dem sie sich jederzeit frei bewegen können.

„Bei Fuß“ Kommando und ein roter Eimer


„Strauße können sehr gefährlich sein und heftige Tritte austeilen, daher war es äußerst wichtig, dass die Tiere von klein auf an mich gewöhnt waren.“, sagt Schaller. Um ein risikofreies Arbeitsumfeld aufzubauen, verbrachte die Forscherin sehr viel Zeit mit den Tieren. Bei der Durchführung ihrer Versuche zum Fortbewegungsverhalten bediente sie sich vor allem zwei Hauptzutaten: ein Trillerartiger Ruflauf diente als „Bei Fuß“ Kommando damit die gefiederten Arbeitsgruppenmitglieder sich zu den Freilandversuchen einfanden und essentiell war der rote Eimer.

Dieser enthielt stets ein wenig Mais, eine Delikatesse für den ansonsten nicht sehr verwöhnten Straußengaumen. Am Ende der Freiluft-Rennstrecke platziert, sorgte er für den nötigen körperlichen Einsatz.

Straußenflügel bleiben Forschungsobjekt


Die Wissenschaftler werden sich auch weiterhin den Straußenflügeln widmen und hoffentlich weitere mögliche Gemeinsamkeiten des Fortbewegungsverhaltens von Laufvögeln und Dinosauriern finden. Dazu meint Schaller: „Warum sollten zweibeinige Dinosaurier ihre befiederten Vorderarme nicht ähnlich benutzt haben wie der Strauß? Wie alle anderen Vögel ist auch er ein direkter Nachfahre dieser theropoden Dinosaurier.“
(idw - Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen, 12.07.2010 - DLO)
 
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