Untersuchung

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Ein Modell von Archaeopteryx lithographica im Oxford University Museum of Natural History.

Archaeopteryx lithographica bedeutet auf Griechisch antiker Flügel aus dem Druckstein. ρρχαῖος archaios aus dem Griechischen, „ancient“ und πτέρυν pteryx, was „Feder“ oder „Flügel“ bedeutet (Nedin, 1999)., Es ist nach dem Kalkstein benannt, in dem es entdeckt wurde, in den Solnhofener Kalksteinvorkommen in Süddeutschland (George Washington University, 2002). Daher wird es manchmal auch unter seinem deutschen Namen Urvogel genannt, was „erster Vogel“ oder „Originalvogel“ bedeutet.

Archaeopteryx ist ein früher prähistorischer Vogel, der vor etwa 150 Millionen Jahren während der Jurazeit entstand. Folglich wird es von vielen als der älteste bekannte Vogel angesehen. Archaeopteryx teilt sowohl die Merkmale der Theropoden-Dinosaurier als auch der modernen Vögel., Es gilt daher weithin als Übergangsfossil zwischen Vögeln und Reptilien. In vielerlei Hinsicht ähnelt Archaeopteryx eher kleinen Theropoden-Dinosauriern als modernen Vögeln. Die Evolutionsgeschichte von Archaeopteryx war jedoch noch nie so einfach. Es war in der Vergangenheit immer sehr umstritten und ist weiterhin ein wesentlicher Bestandteil vieler wissenschaftlicher Debatten über die Entstehung und Entwicklung von Vögeln.

Der Ursprung der Vögel: Evolutionsgeschichte

Archaeopteryx ist der früheste, primitivste bekannte Vogel., Die Skelettanatomie von Archaeopteryx ist der von zeitgenössischen coelurosaurischen Dinosauriern sehr ähnlich (Ostrom, 2008). Jedes Skelett-feature von Archaeopteryx bezieht sich eng auf die damaligen coelurosaurian Dinosaurier, mit der einzigen Ausnahme von verschmolzenen Schlüsselbeine und einzigartige Tuber Morphologie (Ostrom, 2008). Dies wurde gezeigt, indem fünf bekannte Skelett-Archaeopteryx-Exemplare analysiert und mit der Skelettanatomie mehrerer Reptiliengruppen wie Ornithopoda, Theropoda, Pseudosuchia und Sphenosuchia verglichen wurden, die als mögliche Vorfahren von Vögeln vorgeschlagen wurden (Ostrom, 2008)., Das Vorhandensein vieler häufig abgeleiteter Charaktere belegt, dass coelurosaurische Theropoden die nächsten Verwandten von Archaeopteryx sind (Ostrom, 2008).

Es wurde argumentiert, dass Federn einzigartig sind und sich nur bei Vögeln entwickelt haben; Daher sind moderne Vögel die nächsten Verwandten von Archaeopteryx. Diese Theorie schwächt sich mit dem Aufkommen neuerer Daten ab. Kürzlich lieferte Dr. Kundrat Beweise für die ältesten gefiederten Dinosaurier. Die neuen fossilen Daten aus China und der Mongolei legen nahe, dass Federn nicht eindeutig ein Vogelmerkmal sind (Kundrat, 2004)., Kundrat (2004) wies auf das Auftreten von gefiederten Anhängseln in Theropoden hin und zeigte ihre evolutionäre Bedeutung für das Erreichen höherer Stoffwechselraten, verbesserte Fortbewegungsfähigkeiten, die mit unterschiedlichen Verhaltensweisen und visueller Kommunikation verbunden sind. Dieser wichtige Beweis für prä-Archaeopteryx gefiederte Anhängsel zerstreut die Theorie über die Einzigartigkeit der Federn in Aves.

Entdeckungsgeschichte

Archaeopteryx gilt weithin als Übergangsfossil zwischen Vögeln und Reptilien (Bakalar, 2005)., Es war eine der wichtigsten Entdeckungen in den jurassischen Solnhofener Kalksteinvorkommen Süddeutschlands (Bakalar, 2005). Im Jahr 1860 wurde eine einzelne Feder ausgegraben, was den Beginn des Studiums von Archaeopteryx markierte. Die Entdeckung wurde von Christian Erich Hermann von Meyer, einem deutschen Paläontologen, beschrieben; Das Archaeopteryx-Fossil wurde in einer Kalksteinplatte als gefiederter Eindruck gefunden. Es war etwa 6 cm lang und 1,1 cm breit. Anscheinend sah es auf den ersten Blick wie ein Federeindruck eines lebenden Vogels aus. Außer dass die Feder 150 Millionen Jahre alt war! (Herreid, 1999)., Innerhalb eines Monats fand Hermann von Meyer ein fossiles Skelett, das wie ein Vogel mit vielen Reptilieneigenschaften aussah. Es war eine bemerkenswerte Entdeckung und trotz seiner ausgeprägten Reptilienmerkmale nannte von Meyer es einen Vogel und daher den Namen Archaeopteryx, „ancient Wing“ (Herreid, 1999). Das fossile Skelett wurde dann an das British Museum of Natural History verkauft, während die Platte und die Gegenstücke der Feder an Museen in München und Berlin verkauft wurden (Herreid, 1999)., Bald darauf wurden mehrere verschiedene Exemplare entdeckt und bis heute wurden zehn fossile Skelettproben und eine Archaeopteryx-Feder entdeckt (Bakalar, 2005).

Im British Museum of Natural History ging die Aufgabe, den Skelett-Archaeopteryx zu beschreiben, an Sir Richard Owen, einen prominenten Anatomen des British Museum. Thomas Huxley, ein beeindruckender Anatom, auch bekannt als „Darwins Bulldogge“, zeigte jedoch großes Interesse (Herreid, 1999)., Huxley und Owen waren alte Rivalen; Nachdem Owen das Exemplar beschrieben hatte, wies Huxley bald darauf auf schwerwiegende Ungenauigkeiten in Owens Analyse von Archaeopteryx hin. Huxley stellte in seiner Arbeit Owens viele Vorhersagen in Frage, einschließlich des Vorhandenseins eines zahnlosen Schnabels, genau wie andere Vögel. Huxley wies weiter darauf hin, dass das Becken und die Füße von Archaeopteryx denen mehrerer Dinosaurier ähnelten, die auf zwei Füßen laufen, insbesondere der kleinen Dinosaurier. Er kritisierte die Tatsache, dass Archaeopteryx, wenn er keine Federn hätte, leicht mit einem Reptil verwechselt werden könnte (Herreid, 1999)., Thomas Huxley eröffnete damit eine neue Debatte zugunsten der Evolution und damit verbunden Archaeopteryx in enger Ahnenbeziehung mit Reptilien. Januar 1890 antwortete O. C. Marsh vom New York Herald: „Er ist sicherlich ein weiser Mann, der heute einen Vogel von einem Reptil erzählen kann, mit nur den Fragmenten einer alten Form vor ihm.“(Majka, 1992).,

Taxonomie

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Das“ Berliner Exemplar “ des Archaeopteryx aus Eichstätt, Deutschland.

Insgesamt zehn Exemplare des Archaeopteryx wurden bisher entdeckt. Es ist jedoch strittig, ob alle Exemplare derselben Art angehören oder nicht (Senter & Robins, 2003)., Es wurden signifikante Unterschiede zwischen den Proben festgestellt, die zu einem Argument der taxonomischen Vielfalt innerhalb von Archaeopteryx geführt haben (Senter & Robins, 2003).,umerus

Forscher, vor allem Senter & Robins (2003), zerstreuen diese Behauptungen mit dem Argument, dass Iliakalmarkierungen, die in den beiden kleineren Exemplaren fehlen, auf den Altersunterschied der Vögel zurückzuführen sind, bei denen die Tendenz zu knöchernen Markierungen mit zunehmendem Alter bei Wirbeltieren an Bedeutung zunimmt., Dental Unterschiede zwischen den Proben wurden, interpretierten die Forscher als ein Ergebnis der Ontogenese (Senter & Robins, 2003). Aufgrund der unterschiedlichen Meinung unter den Forschern ist die taxonomische Geschichte sehr kompliziert geworden. Die meisten Forschungsdaten deuten jedoch auf eine einzelne Art hin, Archaeopteryx lithographica. Es wird allgemein angenommen, dass Archaeopteryx die Schwestergruppe zu allen anderen Vögeln bildet, und coelurosaurische Theropoden sind seine nächsten Verwandten.,

Anatomie & Physiologie

Archaeopteryx weist sowohl Reptilien-als auch vogelähnliche Eigenschaften auf. Ähnlich wie Reptilien hatte Archaeopteryx einen kompletten Satz Zähne. Im Gegensatz zu allen lebenden Vögeln hatte Archaeopteryx ein flaches Brustbein, einen langen, knöchernen Schwanz, Gastralia und drei Krallen am Flügel, von denen angenommen wurde, dass sie zum Greifen seiner Beute oder vielleicht Bäume verwendet wurden. Es hatte jedoch auch Eigenschaften eines modernen Vogels, zu denen Federn, Flügel, Furcula und reduzierte Finger gehörten (UCMP, 2009).,

Vogelmerkmale

Federn: Federn sind im Allgemeinen eine definierende Struktur, wenn man moderne Vögel betrachtet, obwohl sie nicht als einzige identifizierende Strukturen angesehen werden können, da dasselbe Merkmal in Fossilien der Dinosaurier gefunden wurde Protoarchaeopteryx robusta und Caudipteryx zoui (Ji et al. 1998). Archaeopteryx scheint gut entwickelte Flugfedern besessen zu haben, die asymmetrisch sind und eine große Krümmung sowie drei verschiedene Flügel enthalten., In einigen Aspekten scheinen die Federn des Archaeopteryx jedoch etwas primitiver zu sein als ein ausgestorbener Vogel, der in der Lage ist, mit etwas weniger offensichtlicher Asymmetrie zu fliegen (Norberg 1995).

Gliedmaßen: Der Hallux oder erste Zeh im Archaeopteryx scheint flexibel zu sein, ein Merkmal, das bei Überresten von Dinosauriern nicht zu sehen ist (Nedin 1999).

Reptilienmerkmale

Gliedmaßen: Archaeopteryx besitzt mehrere Merkmale, die nur in Reptilien oder Vogelembryonen in Bezug auf Füße und Krallen vorhanden sind, einschließlich des Vorhandenseins von Krallen an drei Zehen (Metcalfe 1987)., Keine ausgestorbene Vogelart behält mehr als zwei Krallen an ungenutzten Stellen bis ins Erwachsenenalter. Die“ Hand “ – Knochen von Archaeopteryx bleiben frei und sind nicht verschmolzen, wie sie im Carpo-Metacarpus moderner Vögel zu sehen sind. Auch in Archaeopteryx fehlen verschmolzene Metatarsalen des Fußes. Ein weiteres Merkmal, das nur in Vogelembryonen vorhanden ist, besaß Archaeopteryx im Gegensatz zu modernen erwachsenen Vögeln Fußknochen, die frei von Tarsometatarsus waren (Nedin 1999).

Kraniale Merkmale: Ein Merkmal, das bei vorhandenen Vögeln üblich ist, ist die Verbindung des Schädels mit der Wirbelsäule an der Basis und nicht mit dem Rücken, wie dies bei Reptilien und Archaeopteryx der Fall ist., Archaeopteryx fehlt die Keratin Horn-Abdeckung auf der Maxilla und Premaxilla, Komponieren die Rechnung in allen vorhandenen Vogelarten. Diese Knochen sind auch zahntragend, ein Merkmal, das nur bei der Entwicklung von Vogelembryonen zu sehen ist. Schließlich sind die Nasenöffnungen von Archaeopteryx weit nach vorne am Schädel positioniert, vor einer großen Öffnung im Schädel. Diese Öffnung fehlt im Allgemeinen oder ist bei modernen Vögeln stark reduziert (Metcalfe 1987, Nedin 1999).

Wirbel, Schwanz: Der Schwanz des Archaeopteryx ist anders als der moderner Vögel, da er lang ist und mehrere einzelne Wirbel besitzt., Die modernen Vögel sind im Allgemeinen viel kürzer und enthalten verschmolzene Wirbel (Nedin 1999).

Flug

Die Struktur der Federn der Flügel und des Schwanzes scheint die Fähigkeit des Tieres zur Erzeugung von Auftrieb mit sich zu bringen, obwohl das Ausmaß, in dem es dies tun konnte, immer noch ein Thema der Debatte ist. Die Flexibilität im Handgelenk moderner Vögel ist entscheidend für den angetriebenen Flug (Lagerraum). In Archaeopteryx besitzt das Handgelenk einige der für die Flexibilität notwendigen Merkmale, obwohl es eindeutig nicht so flexibel war wie moderne Vögel., Eine weitere wichtige Überlegung ist die Struktur der Brust und der Bewegungsbereich in den Flügeln des Archaeopteryx. Das im Fossilienbestand vorhandene Schultergelenk scheint eine Zwischenform zu sein, irgendwo zwischen den Dinosauriern und modernen Vögeln.

Ein entscheidender Faktor für die Fähigkeit des angetriebenen Fluges ist die Fähigkeit des Flügels, sich sowohl einer Adduktion als auch einer Entführung zu unterziehen. Archaeopteryx schien zur Adduktion oder zum Absenken der Arme unterhalb der Schulter in der Lage zu sein, obwohl Archaeopteryx höchstwahrscheinlich nicht in der Lage war, die Arme über den Rücken zu heben (Nedin 1999)., Diese volle Bewegungsfreiheit ist entscheidend für einen echten Flug (Storer 1948). Der Kiel des Brustbeins bei modernen Vögeln ist in Archaeopteryx völlig abwesend, was darauf hindeutet, dass die Brustmuskeln an einem alternativen Ort verankert wurden, der sich von dem bei modernen Vögeln unterscheidet. Dies hätte die für den Flug verfügbare Muskelkraft reduziert (Greenewalt 1975). Es scheint, dass Archaeopteryx nicht zu dem angetriebenen Flug fähig war, der bei modernen Vögeln zu sehen ist, obwohl das nicht heißt, dass Archaeopteryx im Allgemeinen flugunfähig war., Angesichts der Vielzahl von Funktionen, die für diese Art von Flug erforderlich sind, die in Archaeopteryx fehlen, ist es wahrscheinlich, dass es sich nicht um einen starken Flieger handelte und mit ziemlicher Sicherheit nicht in der Lage war, einen echten angetriebenen Flug und einen stehenden Start durchzuführen. Obwohl Archaeopteryx möglicherweise nicht in der Lage war, mit Strom zu fliegen, ist es wahrscheinlich, dass es mit den Eigenschaften, die es besaß, zu einem gewissen Flattern und daher zu einem Flug fähig war, nachdem es eine Mindestgeschwindigkeit erreicht hatte, vielleicht nach einem laufenden Start (Nedin 1999, Greenewalt 1975).,

Becken

Das Becken des Archaeopteryx enthält mehrere Merkmale sowohl der modernen Vögel als auch anderer saurischer Dinosaurier. Das Schambein im Archaeopteryx ist im Gegensatz zu den Saurischern parallel zum Ischium nach hinten gerichtet. Im Gegensatz zu modernen Vögeln hat das Schambein ein hakiges Ende behalten, wie es bei Saurischern zu sehen ist. Der Winkel zwischen dem Illium und dem Schambein in Archaeopteryx scheint auch ein Zwischenprodukt zwischen den Saurischern und den modernen Vögeln zu sein, aber ein Blick auf die embryonale Entwicklung von Vögeln liefert eine interessante Erzählung., Zu Beginn der Entwicklung des Huhns sehen wir einen Winkel von 45⁰, genau wie Archaeopteryx (Nedin 1999). Wenn sich der Embryo entwickelt, rotiert der Schambein, bis er zum Zeitpunkt des Schlüpfens fast parallel zum Illium ist (Metcalfe 1987).

Lebensstil

Das Verhalten und der Alltag von Archaeopteryx war ein schwieriges Thema. Bis vor kurzem glaubte man, dass es in einer bewaldeten Umgebung lebte, aber die fossilen Exemplare wurden selten, wenn überhaupt, in Gegenwart von versteinerten Baumdetritus gefunden, was auf einen anderen Lebensstil hindeutet., Es ist durchaus möglich, dass Archaeopteryx in kleineren Sträuchern gedieh und sich von kleineren Tieren ernährte, die in ihnen gelebt hätten (Chiappe 2007).

Kontroverse

Archaeopteryx stand im Mittelpunkt mehrerer Kontroversen, die von Meinungsverschiedenheiten über seine Position im phylogenetischen Baum bis hin zur Gültigkeit mehrerer fossiler Exemplare reichten. Die Argumente über die Gültigkeit der Proben entstanden über mehrere wahrgenommene, aber letztlich unbegründete Diskrepanzen in den Fossilien., Die Hypothese, dass Archaeopteryx tatsächlich enger mit Dinosauriern verwandt ist als mit Vögeln, ist und bleibt umstritten. Ein Teil dieser Hypothese besagt, dass Archaeopteryx tatsächlich nicht der früheste Vogel ist, sondern Avimimus. Eine weitere Behauptung, dass Archaeopteryx überhaupt keine Zwischenart ist und tatsächlich ein wahrer Vogel ist, wurde ebenfalls behauptet und ist ein Eckpfeiler des kreationistischen Arguments.,

Schlussfolgerung

Während ein allgemeiner Konsens über die Position von Archaeopteryx in der Evolution moderner Vögel schwer zu finden ist, ist es klar, dass er viele vorübergehende Charakterzustände sowohl von Dinosauriern als auch von modernen Vögeln enthielt. Obwohl es höchstwahrscheinlich keine Übergangsart selbst war, würde der Charakter, den es besaß, darauf hindeuten, dass der Übergang vom Dinosaurier zum modernen Vogel tatsächlich erfolgte.,