Wie die Dinosaurier in die Lüfte stiegen: Ein Computermodell lieferte eine überraschende Antwort

Der Archaeopteryx nimmt seit langem einen besonderen Platz in der Evolutionsgeschichte der Vögel ein. Er verfügte bereits über Federn und Flügel, wies jedoch noch viele Merkmale seiner Dinosaurier-Vorfahren auf.

Dabei unterschied sich sein Schultergürtel deutlich von dem heutiger Vögel. Die eingeschränkte Beweglichkeit der Schulter und die Besonderheiten der Flügel könnten ihn daran gehindert haben, einen ebenso kraftvollen Startschwung auszuführen, mit dem sich heutige Vögel rasch vom Boden abheben.

Daher beschlossen die Forscher, eine andere Möglichkeit zu prüfen: Was wäre, wenn die Hauptarbeit beim Start nicht von den Flügeln, sondern von den Beinen geleistet wurde?

Die Antwort fanden sie in den Sprüngen

Das Team nutzte Daten zum Abflug moderner Vögel und erstellte ein Computermodell, das anschließend an den Körperbau des Archaeopteryx angepasst wurde.

Bei den Berechnungen wurden die Bewegungen und Belastungen in den Gelenken der Hinterbeine sowie die Fähigkeit der Muskeln, die erforderliche Kraft zu erzeugen, berücksichtigt. Für das Modell wurde ein Gewicht des Archaeopteryx von etwa 400 Gramm zugrunde gelegt – ein Wert, den die Autoren unter Berücksichtigung der Ungenauigkeiten bei der Rekonstruktion des fossilen Tieres für biologisch plausibel halten.

Die Simulation ergab, dass der Archaeopteryx die für einen stabilen Flug erforderliche Geschwindigkeit schrittweise erreichen konnte.

Der Ablauf könnte in etwa wie folgt ausgesehen haben:

Sprung → Sprung → Sprung → Flug

oder

Sprung → Flügelschlag → weiterer Sprung → Flug.

Nach Berechnungen der Forscher reichten die Hinterbeine aus, um nach zwei bis drei aufeinanderfolgenden Sprüngen die für den weiteren Flug erforderliche Mindestgeschwindigkeit zu erreichen.

Die Beine könnten wichtiger gewesen sein als die Flügel

Diese Schlussfolgerung stimmt gut mit der Art und Weise überein, wie viele heutige Vögel abheben.

Selbst heute machen Krähen, Elstern und einige andere Arten nicht immer sofort einen einzigen maximalen Sprung. Bei einem ruhigen Start können sie mehrere Schritte oder Sprünge ausführen und erst danach vollständig auf den Flügelschlag umsteigen.

Die Autoren gehen davon aus, dass frühe Vögel ein ähnliches Prinzip angewandt haben könnten: Die Hinterbeine erzeugten zunächst die für den Abstoß und den Anflug erforderliche Geschwindigkeit, und erst danach kamen die Flügel zum Einsatz.

Dies erklärt, wie ein Tier mit einem noch relativ primitiven Flugapparat abheben konnte, ohne zwangsläufig auf einen Baum oder einen Felsen klettern zu müssen.

Bedeutet dies, dass Vögel gelernt haben, vom Boden aus zu fliegen?

Nicht endgültig.

Über den Ursprung des Vogelflugs wird seit mehr als einem Jahrhundert diskutiert. Einige Hypothesen gehen von einer schrittweisen Entwicklung des Flugs bei am Boden laufenden Tieren aus, andere verbinden ihn mit einem Gleitflug aus der Höhe.

Die neue Studie zeigt, dass ein Start des Archaeopteryx direkt vom Boden aus biomechanisch möglich war und dafür kein einziger kraftvoller Sprung nach modernem Vorbild erforderlich war. Die Autoren betrachten das Ergebnis als neuen quantitativen Beleg für das Bodenstart-Szenario.

Das Computermodell kann jedoch nicht belegen, dass der Archaeopteryx stets auf genau diese Weise abhob. In der Realität könnte er je nach Gelände und Situation verschiedene Fortbewegungsarten genutzt haben.

Warum dies wichtig ist

Der Archaeopteryx lebte in einer Zeit, in der die Evolution bereits gefiederte Dinosaurier mit Flügeln hervorgebracht hatte, die modernen Mechanismen des Vogelflugs sich jedoch erst noch herausbildeten.

Die Studie zeigt, dass für den Übergang zum aktiven Flug nicht unbedingt sofort ein perfektes, modernes Flügelpaar erforderlich war. Kräftige Hinterbeine konnten die Einschränkungen des Schultergürtels ausgleichen und den frühen Vögeln helfen, vor dem Abheben an Geschwindigkeit zu gewinnen.

Demnach könnte eine der entscheidenden Phasen bei der Entwicklung der Landdinosaurier zu fliegenden Vögeln nicht nur von der Evolution der Flügel abgehangen haben, sondern auch davon, wie effektiv die Tiere springen konnten.

Quelle

Studie: E.A. Meilak et al. „Hop, hop and away: On the take-off of Archaeopteryx using a multiple leaping mechanism“.

Zeitschrift: Developmental Biology, 2026.