Ein Wunder der Evolution: Wie die Natur die Feder erfand

Autor: Carl Zimmer  —  Bilder: Robert Clark

Die meisten von uns werden die größten Wunder der Natur nie direkt selber zu sehen bekommen – weder das basketballgroße und doch so menschliche Auge eines Riesenkraken noch den einhornähnlichen Stoßzahn des Narwals. Ein Phänomen der Evolution aber können wir alle täglich anschauen: die Nachkommen der Dinosaurier, die ihre Federn nutzen, um damit zu fliegen.

Vögel leben überall auf der Erde, und deshalb macht sich kaum jemand Gedanken über ihre Abstammung von den Dinosauriern. Auch nicht über die außergewöhnliche Konstruktion des Gefieders, mit dem sie sich in der Luft halten. Die Schwungfedern der Flügel zum Beispiel sind asymmetrisch geformt: die Vorderkante schmal und steif, damit sie der anströmenden Luft standhalten, die Hinterkante breit und biegsam. Um Auftrieb zu erzeugen, verdreht ein Vogel nur die Flügel etwas, um den Luftstrom ober- und unterseits zu verändern.

Flugzeugtragflächen werden längst nach ähnlichen aerodynamischen Prinzipien gebaut. Aber ein Vogelflügel ist ungleich genialer als jede Konstruktion aus Blech und Nieten. Von dem Schaft in der Mitte der Feder zweigt eine Reihe schlanker Federäste ab (die Rami). Aus denen wiederum entspringen wie die Zweige aus einem Ast die noch kleineren Federstrahlen (die Radii), die mit winzigen Haken besetzt sind. Die Haken benachbarter Strahlen greifen ineinander und schaffen so ein Geflecht, das leicht und gleichzeitig erstaunlich stabil ist. Wenn ein Vogel ­seine Federn putzt, trennen sich die Federstrahlen beinahe ohne Widerstand, um sich anschließend wieder fest zu verbinden.

Wie dieser Mechanismus entstehen konnte, darüber zerbrechen sich Evolutionsforscher seit langem die Köpfe. Genauer gesagt: seit 1861. Zwei Jahre nachdem Charles Darwin seine Gedanken zur Entstehung der Arten veröffentlicht hatte, fanden Arbeiter in einem Kalksteinbruch bei Solnhofen in Bayern die versteinerten Überreste eines etwa rabengroßen Vogels, der vor 150 Millionen Jahren gelebt hatte. Er wurde unter dem Namen Archaeopteryx weltberühmt.

Dieser Urvogel hatte Federn, zeigte aber auch Merkmale seiner Reptilienverwandtschaft: Zähne im Schnabel, Klauen an den Flügeln und einen knochigen Schwanz. Der Archaeopteryx schien aus einer Ära zu stammen, in der das Leben gerade eine dramatische entwicklungsgeschichtliche Wandlung durchmachte. «Ein absoluter Glücksfall für mich», jubelte Darwin.

Das Glück wäre vollkommen gewesen, wenn Paläontologen zusätzlich ein noch älteres Lebewesen mit primitiveren ­Federn gefunden hätten. Danach sollten sie während der folgenden 150 Jahre vergebens suchen. Inzwischen nahmen andere Biologen die Schuppen heutiger Reptilien unter die Lupe. Weil die Echsen die nächsten Verwandten der Vögel sind, versuchten die Forscher, Federn von den Schuppen abzuleiten. Sie folgten dem naheliegenden Gedanken, dass ja Schuppen wie auch ­Federn flach sind. Könnte es nicht sein, dass die Schuppen der Vogelvorfahren von Generation zu Generation länger geworden waren? Später wären die Kanten vielleicht „ausgefranst“, bis sie sich schließlich gespalten und in die ersten echten Federn verwandelt hätten.

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(NG, Heft 02 / 2011, Seite(n) 92)

Seine Verbeugung ist tief und würdevoll, auch wenn sich sein Umhang aus samtschwarzen Federn dabei hebt und blasse Flanken entblößt. Mit den drahtigen Schmuckfedern seines Kopfes tippt er auf die Erde - eins, zwei, eins, zwei. Seine Bühne ist ein Stück Waldboden, das er von Zweigen und Blättern freigeräumt hatte. mehr...

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