Sie waren die ersten Wirbeltiere, die sich in die Lüfte erhoben – lange bevor Vögel oder Fledermäuse überhaupt existierten. Pterosaurier, die fliegenden Reptilien der Urzeit, könnten ihre Flugfähigkeit überraschend früh entwickelt haben – und das mit einem vergleichsweise kleinen Gehirn. Eine neue Studie will nun zeigen, dass diese urzeitlichen Giganten nicht auf ein komplexes Nervensystem angewiesen waren, um sich in die Lüfte zu erheben.
Flug mit kleinem Gehirn
Wie ein Forschungsteam um den Evolutionsbiologen Matteo Fabbri von der Johns Hopkins University School of Medicine berichtet, hätten Pterosaurier bereits zu Beginn ihrer Entwicklungsgeschichte das aktive Fliegen beherrscht. Die Ergebnisse der Untersuchung seien am 26. November in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht worden. Die Forschenden hätten dabei mithilfe von Computertomografie (CT) die inneren Gehirnstrukturen fossiler Schädel analysiert.
Fabbri erklärte, dass Pterosaurier mit einem Gehirn ähnlich dem ihrer nicht-fliegenden Dinosaurierverwandten fliegen konnten. Dies widerspreche der bisherigen Annahme, dass ein vergrößertes Gehirn – wie es bei Vögeln zu finden ist – Voraussetzung für den Flug sei. Die Studie sei teilweise durch die US-amerikanische National Science Foundation gefördert worden.
Frühe Verwandte mit guter Sicht
Im Fokus der Untersuchung stand auch der sogenannte Lagerpetide – ein kleiner, baumkletternder Dinosaurier, der zwischen 242 und 212 Millionen Jahren vor heute lebte. Diese Tiere gelten als die nächsten bekannten Verwandten der Pterosaurier. Laut Mario Bronzati von der Universität Tübingen, einem der beteiligten Forscher, habe der Lagerpetide bereits ein vergrößertes Sehzentrum im Gehirn besessen – ein möglicher Vorläufer der Flugfähigkeit seiner Verwandten.
Die Forschenden stellten fest, dass auch Pterosaurier über ein vergrößertes Sehzentrum verfügten. Abgesehen davon unterschieden sich ihre Gehirne jedoch deutlich von denen der Lagerpetiden. Fabbri schlussfolgerte, dass Pterosaurier ihre Flugfähigkeit sehr früh und in einem evolutionären „Sprung“ entwickelt hätten – mit einem Gehirn, das sich rasch an die Anforderungen des Fliegens angepasst habe.
Unterschiede zu Vögeln
Im Gegensatz dazu hätten sich Vögel laut Fabbri langsamer zum aktiven Flug entwickelt. Sie hätten über mehrere Generationen hinweg bestimmte Hirnregionen wie das Kleinhirn und das Großhirn vergrößert, bevor sie flugfähig wurden. Diese Sichtweise werde durch aktuelle Forschungsergebnisse aus dem Labor von Amy Balanoff, ebenfalls an der Johns Hopkins University, gestützt. Dort habe man die Bedeutung des Kleinhirns für die Flugentwicklung bei Vögeln hervorgehoben.
Zur weiteren Einordnung untersuchten die Forschenden auch fossile Gehirnstrukturen von Krokodilvorfahren sowie frühen Vögeln. Dabei zeigte sich, dass Pterosaurier zwar über leicht vergrößerte Gehirnhälften verfügten, diese aber nicht mit den stark ausgeprägten Gehirnen moderner Vögel vergleichbar seien. Die untersuchten Arten, darunter der Urvogel Archaeopteryx, lebten zwischen etwa 160 und 125 Millionen Jahren vor heute.
Ausblick auf weitere Studien
Fabbri betonte, dass künftige Studien sich stärker auf die innere Struktur des Gehirns konzentrieren müssten, um die biologischen Grundlagen des Fliegens besser zu verstehen. Nur so lasse sich klären, wie genau Pterosaurier trotz ihrer vergleichsweise einfachen Gehirne zu den ersten fliegenden Wirbeltieren wurden.
Die Studie wurde unter anderem von der Alexander von Humboldt-Stiftung, der Europäischen Union und mehreren internationalen Forschungsorganisationen unterstützt. Neben Fabbri und Bronzati waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland, Brasilien, den USA, Argentinien, Spanien und Schweden an der Untersuchung beteiligt.