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Mittwoch, 24.05.2017
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Terrorvögel: Schnabel als tödliches Hiebwerkzeug

3D-Modelle und Biomechanik-Simulationen enthüllen Jagdverhalten rätselhafter Urzeit-Räuber

Sie waren die Top-Räuber ihres Lebensraums und dominierten fast 60 Millionen Jahre lang die Lebenswelt des südamerikanischen Kontinents: die Terrorvögel. Jagdverhalten und Tötungsstrategie dieser großen flugunfähigen Vögel hat jetzt ein internationales Forscherteam erstmals aufgedeckt. Demnach setzten die Raubvögel ihren gewaltigen Schnabel weniger zum Beißen, als vielmehr als tödliches Stoß- und Hiebwerkzeug ein. Das zeigen die jetzt in der Fachzeitschrift „PloS ONE“ veröffentlichten biomechanischen Analysen und Modelle.
Terrorvogel Andalgalornis

Terrorvogel Andalgalornis

Bis vor rund drei Millionen Jahren war Südamerika ein vom Rest der Landmassen isolierter Inselkontinent, auf dem sich zahlreiche Tierformen entwickeln konnten, die es nirgendwo sonst gab. Eine davon waren die „Terrorvögel“ oder Phorusrhacidae, eine Gruppe flugunfähiger, bis zu zwei Meter großer Vögel, die weit entfernt mit den heutigen Kranichen verwandt sind. Im Vergleich zu letzteren waren die Terrorvögel allerdings alles andere als friedlich: Sie waren Raubtiere und gelten als die Topräuber ihres Lebensraums. Wie sie aber genau jagten und warum sie sich so erfolgreich ausbreiten konnten, war bisher ungeklärt.

Andalgalornis attackiert Hemihegetotherium

Andalgalornis attackiert Hemihegetotherium

Wie jagte der Terrorvogel Andalgalornis?


Jetzt hat eine internationale Forschergruppe die bisher umfangreichste Studie zu Form, Funktion und Jagdverhalten eines Terrorvogels abgeschlossen – mit zum Teil überraschenden Ergebnissen.

„Wenn wir wirklich verstehen wollen, wie sich die ungewöhnlichen Ökosysteme Südamerikas in den letzten 60 Millionen Jahren entwickelten, müssen wir herausfinden, welche ökologische Rolle diese faszinierenden Vögel spielten“, erklärt Federico Degrange vom Museo de La Plata in Argentinien, der Hauptautor der Studie.


Die Wissenschaftler analysierten für ihre Untersuchung fossile Relikte der Art Andalgalornis, einem vor rund sechs Millionen Jahren im Gebiet des heutigen Nordwest-Argentiniens lebenden Terrorvogel. Das mittelgroße Tier wurde 1,40 Meter groß und war mit gerade einmal 40 Kilogramm eher ein Leichtgewicht. Sein Schädel allerdings, typisch für alle Terrorvögel, war mit 34 Zentimetern Länge im Verhältnis zum Restkörper überproportional groß und mit einem langen, kräftigen Schnabel samt Endhaken ausgestattet.

CT-Scan enthüllt extrem stabilen Schädelbau


Die Analyse der Schädelstruktur mit Hilfe von computertomografischen Scans brachte den Forschern gleich die erste Überraschung: Denn der Schädel von Andalgalornis erwies sich als ungewöhnlich steif. „Normalerweise haben Vögel Schädel mit sehr viel Mobilität zwischen den einzelnen Knochen, was ihnen leichte aber feste Schädelkapseln gibt“, erklärt Lawrence Witmer, Professor für Anatomie und Paläontologie an der Ohio Universität. „Aber wir stellten fest, dass Andalgalornis diese mobilen Gelenke in steife Streben umgewandelt hatte. Sein Schädel war sehr stark, vor allem in Längsrichtung, obwohl er diesen seltsam hohlen Schnabel besaß.“ Nach Ansicht der Forscher könnte sich diese stabile und starke Knochenstruktur ähnlich wie ihr Großwuchs in Verbindung mit dem Verlust der Flugfähigkeit entwickelt haben.

Um herauszufinden, wie der Terrorvogel Kopf und Schnabel bei der Jagd eingesetzt haben könnte, konstruierten Wissenschaftler um Stephen Wroe, Leiter der Arbeitsgruppe „Computational Biomechanics Research“ an der Universität von New South Wales in Australien, dreidimensionale biomechanische Modelle von Andalgalornis. Diese verglichen sie dann mit ähnlichen Modellen eines Adlers, sowie des Seriema, eines heute lebenden Kranichvogels als nächstem Verwandten.

Biomechanische Analysen

Biomechanische Analysen

Der Todeshieb kam von oben


Die Forscher testeten dabei unter anderem, welche Belastungen und Kräfte bei verschiedenen Tötungsbewegungen wie einem direkten, senkrechten Tötungshieb, einem Zurückreißen des Schnabelhakens mit dem gesamten Kopf und einem Totschütteln durch seitliche Kopfbewegungen, entstehen. „Im Verhältnis zu den anderen in der Studie betrachteten Vögeln war der Terrorvogel besonders gut daran angepasst, seinen Schnabel schnell senkrecht in die Beute zu schlagen und ihn dann ruckartig zurückzuziehen“, erklärt Wroe.

Die durch Farben kodierten Belastungsmessungen im 3D-Modell zeigten eine hohe Stabilität bei Bewegungen in Vor-Rück-Richtung, aber dafür deutliche Strukturschwächen beim seitlichen Schütteln. „Wenn wir im Modell seinen Kopf von Seite zu Seite bewegen, leuchten die Stresspunkte auf wie ein Weihnachtsbaum. Er verträgt diese Art von Belastung wirklich nicht sehr gut.“

„Schädelramme“ kompensiert geringe Bissstärke


Aber wie kräftig war der Todesbiss des Terrorvogels? Um das herauszufinden, ergänzten die Forscher ihre biomechanischen Daten und Modelle durch Vergleichsmessungen der Bissstärke von lebenden Vögeln. Mit Hilfe von Zoowärtern in La Plata ermittelten sie die Bisskraft von verschiedenen Adlern und Seriemas und speisten diese Daten ebenfalls in die Modelle ein. „Als wir diese Informationen kombinierten, entdeckten wir, dass der Biss von Andalgalornis ein wenig schwächer war als wir erwartet hatten – er hatte weniger Kraft als viele fleischfressende Säugetiere der gleichen Größe“, erklärt Degrange. „Andalgalornis könnte seinen schwächeren Biss kompensiert haben, indem er seine kraftvollen Nackenmuskeln einsetzte, um seinen Schädel wie eine Axt in die Beute hineinzurammen.“

Erster Einblick in Jagdverhalten der Terrorvögel


Die Ergebnisse der neuen Studie ergeben ein einzigartiges Bild der Lebensweise der fleischfressenden Riesenvögel Südamerikas. Offensichtlich ließen sich die Terrorvögel bei der Jagd in keine großen Rangeleien mit ihrer Beute ein - zu sehr hätte dies ihren hohlen und seitlich nicht sehr stabilen Schnabel gefährdet. Stattdessen nutzten sie vermutlich eine Strategie, in der sich kurze, stoßartige Angriffe mit Rückzugsphasen abwechselten.

Mit wohlgezielten, beilähnlichen Schnabelhieben töteten sie zuerst ihre Beute. Dann rissen sie sie in passende Stücke, indem sie ihren Schnabelhaken einhakten und ruckartig nach hinten zogen. Kleinere Beute könnten sie auch ganz verschlungen haben. Mit dieser Strategie waren Andalgalornis und Co. offensichtlich so erfolgreich, dass sie sich über ganz Südamerika, und sogar den südlichen Teil Nordamerikas ausbreiteten. Erst als vor drei Millionen Jahren die Landbrücke zwischen beiden Kontinenten entstand und immer mehr Säbelzahnkatzen und andere große Raubtiere aus dem Norden einwanderten, mussten die Terrorvögel der Konkurrenz weichen. Sie starben vor rund 1,5 Millionen Jahren endgültig aus.
(Ohio University, 20.08.2010 - NPO)
 
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