Neugier, harte Arbeit, Ausdauer und Fragen ... So beweisen wir, dass Dinosaurier zu Vögeln wurden

Xu Xing, Autor des chinesischen Lehrbuchs „Dinosaurs Flying to the Blue Sky“ von People's Education Press und Forscher an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, hielt die erste Unterrichtsstunde des neuen Semesters und erklärte, wie sich Dinosaurier zu Vögeln entwickelten.

Zusammengestellt von Reporter Chen Yongjie, Foto- und Textredakteur Chen Yongjie

Redakteur für Neue Medien/Lv Bingxin

Hauptredner

Xu Xing (Forscher am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Autor des chinesischen Grundschullehrbuchs „Dinosaurier fliegen in den blauen Himmel“)

▲Xu Xing macht während des Experiments ein Foto mit dem Microraptor-Fossil (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Im ersten Band des Chinesisch-Lehrbuchs für die vierte Klasse, das von der People's Education Press herausgegeben wird, gibt es einen populärwissenschaftlichen Artikel mit dem Titel „Dinosaurier fliegen in den blauen Himmel“. Dieser Text zeigt, wie sich die Familie der Dinosaurier über Milliarden von Jahren entwickelte, wie sie nach und nach aus dem Boden verschiedene vogelähnliche Merkmale entwickelte, Flugorgane und Flugfähigkeiten entwickelte und schließlich in den blauen Himmel aufstieg und zu bunten Vögeln wurde. Sind die Dinosaurier wirklich ausgestorben? Welche Beweise gibt es dafür, dass Vögel Nachkommen von Dinosauriern sind? Welche Geheimnisse birgt die Entdeckung von Dinosaurierfossilien?

▲ Chinesisches Lehrbuch „Dinosaurier fliegen in den blauen Himmel“ des People's Education Press (Foto/Xu Xing)

Xu Xing, Autor von „Dinosaurs Flying to the Blue Sky“ und Forscher am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, zeigt uns, wie sich Dinosaurier zu Vögeln entwickelten.

Neugier macht „Neulinge“ zu den Menschen, die die meisten Fossilien entdecken

Viele Menschen mögen Dinosaurier. Der Grund hierfür kann ihre enorme Größe, ihr seltsames Aussehen oder ihre abgelegene Existenz sein. Darüber hinaus gibt es auch Dinosaurierstars wie Tyrannosaurus Rex, Triceratops und Mamenchisaurus.

▲Rekonstruktion von Mamenchisaurus (Foto/Xu Xing/Zhao Chuang)

Im Jahr 2005 listete das amerikanische Magazin Science 125 wissenschaftliche Probleme auf, darunter: Woraus besteht das Universum? Wie ist das Leben entstanden? Es gibt auch einige Fragen im Zusammenhang mit der Dinosaurierforschung, beispielsweise: Wie sind die Dinosaurier ausgestorben? Warum wurden Dinosaurier so groß?

▲Rekonstruktion von Dinosauriersternen (Foto/Xu Xing/Brian Choo)

In der Paläontologie geht es nicht nur um die Erforschung von Dinosaurierfossilien, sondern auch um die Erforschung anderer Fossilienarten. Warum sind Dinosaurierfossilien so attraktiv? Der Grund hierfür liegt darin, dass wir wie andere Wissenschaftsbereiche auch bei der paläontologischen Forschung unseren Verstand einsetzen müssen, um die Welt zu erforschen. Doch sie hat auch einen besonderen Aspekt: ​​Sie erfordert von uns, die Natur zu akzeptieren und in die Wildnis hinauszugehen, um die in der Erde verborgenen Geheimnisse der Evolution des Lebens zu entdecken.

Da die Teammitglieder, die gerade erst mit der Arbeit begonnen hatten, neugierig auf jedes Detail in der freien Natur waren und keine ungewöhnlichen Phänomene preisgeben wollten, war es ihre Neugier, die sie dazu brachte, viele wichtige Fossilien zu entdecken.

Ausgräber von Dinosaurierfossilien werden „Dinosaurierfossilienjäger“ genannt und der wichtigste Schritt ihrer Arbeit besteht darin, Dinosaurierfossilien zu entdecken. Überraschend ist, dass diejenigen, die die meisten Fossilien finden, oft keine erfahrenen Feldarbeiter sind, sondern Teammitglieder, die gerade erst mit der Feldarbeit begonnen haben. Denn sie sind neugierig auf jedes Detail in der freien Natur und geben keine ungewöhnlichen Erscheinungen preis. Es ist die Neugier, die sie dazu bringt, viele wichtige Fossilien zu entdecken.

▲Teammitglieder, die gerade erst mit der Feldarbeit begonnen haben, können dank ihrer Neugier die wichtigsten Fossilien anhand von Hinweisen finden (Foto/Xu Xing)

Mein Lieblingsgebiet für Dinosaurierfossilien ist die Wucai-Bucht im Junggar-Becken in Xinjiang. Die Landschaft hier ist sehr schön. Die kleinen Zelte, in denen die Expeditionsteilnehmer wohnen, stehen direkt neben den Felsen, wo sie den Spaß am Leben in der Wildnis genießen. In der Ferne ist die Wüste Gobi zu sehen.

▲ Wucaiwan-Gebiet im Junggar-Becken von Xinjiang, mit schneebedeckten Bergen in der Ferne (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Tatsächlich sind Sandstürme, Überschwemmungen und andere raue Umgebungen die häufigsten Bedingungen, denen man bei wissenschaftlichen Feldforschungen begegnet. Die größten Herausforderungen bei der Suche nach Fossilien in der Wüste Gobi sind hohe Temperaturen, Mücken, giftige Insekten und wilde Tiere. Wir haben bei unseren Feldgrabungen im Junggar-Becken viele wichtige Entdeckungen gemacht.

So fanden wir beispielsweise in vor 160 Millionen Jahren entstandenen Gesteinen die Fossilien des Vorfahren des Triceratops, der Hermaphroditida.

▲Verstecktes Drachenfossil (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

▲Rekonstruktion der Ära, in der Yinlong lebte (Foto bereitgestellt von Xu Xing)

Wir haben auch Fossilien des jurassischen Vorfahren des Tyrannosaurus Rex entdeckt, was für das Verständnis der Evolutionsgeschichte der Tyrannosaurus-Familie sehr wichtig ist.

▲ Fossilien von Guanlong, dem Vorfahren des Tyrannosaurus Rex in der Jurazeit (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

▲Rekonstruktion von Guanlong (Foto/Xu Xing/Zhang Zongda)

In den Kreideschichten fanden wir sehr kleine Krokodilreste in der Nähe des Halses des Alvarezsaurus-Fossils (der rote Punkt im Bild unten). Wir vermuten, dass der Dinosaurier starb, nachdem er das Krokodil gefressen hatte. Wir haben dieses Fossil „Das letzte Abendmahl“ genannt.

▲Alvarezosaurier-Fossilien (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Die Fossilien sind in Schichten konserviert, wobei sich die kleinen Fossilien oben, die mittelgroßen Fossilien in der Mitte und die größeren Fossilien darunter befinden. Wir nennen dies eine „Dinosaurier-Sandwich“-Konservierungsmethode. Durch Recherchen kamen wir zu folgender Erklärung: In diesem Gebiet lebten nicht nur relativ kleine Dinosaurier, sondern auch Mamenchisaurus mit einer maximalen Körperlänge von fast 40 Metern. Sie zerstampften den weichen Schlamm am Fluss in kleine Gruben, die dann vom schlammigen Wasser überflutet wurden und kleine Sümpfe bildeten. Einige der in diesem Gebiet lebenden kleinen Dinosaurier fielen versehentlich in den Schlamm und starben. Anschließend wurden sie von Schlamm und Sand begraben und bildeten Fossilien. Diese Geschichte wiederholte sich immer wieder und führte schließlich zur Konservierungsmethode „Dinosaurier-Sandwich“.

▲ Die Sandwich-Konservierungsmethode für Dinosaurierfossilien: Ein kleiner Dinosaurier, der in einer Grube gefangen ist, auf die ein riesiger Dinosaurier getreten ist (Foto/Xu Xing)

Im „Dinosaurier-Sandwich“ haben wir einige seltsame Dinosaurier gefunden. Das Merkwürdigste daran ist, dass der Magen des Dinosauriers voller Kieselsteine ​​war. Wir wissen, dass einige Dinosaurier, wie auch die heutigen Vögel, keine Zähne hatten und dass sie ihre Nahrung effektiv mit kleinen Steinen zermahlen konnten. Manche Vögel fressen zur Darmreinigung auch Steine. Tatsächlich entdeckten wir bei den kleinen Dinosauriern der Jurazeit vor 160 Millionen Jahren vogelähnliche Verhaltensweisen. Wir haben diesen Dinosaurier „Unausweichlicher Mudsaurus“ genannt. Da diese Dinosaurierart im Schlamm feststeckte und nicht entkommen konnte, starb sie und bildete ein Fossil.

▲ In den Fossilien des unausweichlichen Sumpfdrachen wurden kleine Steine ​​gefunden (im roten Rahmen im obigen Bild, das Bild rechts ist eine Vergrößerung) (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Durch die Untersuchung von Fossilien fanden wir heraus, dass der unausweichliche Mireosaurus, der vor 160 Millionen Jahren lebte, bereits vor seinem dritten Lebensjahr Zähne hatte und erst als Erwachsener vogelähnlich wurde und einen Schnabel hatte. Durch Forschungen haben wir herausgefunden, dass dieser Dinosaurier in seiner Jugend gern Fleisch fraß und ein Allesfresser war, als er jedoch erwachsen wurde, begann er, Pflanzen zu fressen. Dies hängt mit dem Verlust seiner Zähne und der Bildung seines Schnabels zusammen.

▲Rekonstruktion des Drachen, der dem Schlamm nicht entkommen kann (Foto/Xu Xing/Portia Sloan)

Hinter der zufälligen Entdeckung muss viel harte Arbeit stecken

Der weltweit erste Beweis für das Schlafverhalten von Dinosauriern wurde in einem Fossil gefunden, bei dem Kopf und Körper des Dinosauriers kreisförmig zusammengerollt waren. Als wir dieses Fossil zum ersten Mal entdeckten, dachten wir, es sei lediglich ein besonders schön erhaltenes Fossil.

▲ Das Fossil von Meilong, das 140 Millionen Jahre alt ist und aus der frühen Kreidezeit stammt, wurde in der Stadt Beipiao in der chinesischen Provinz Liaoning entdeckt und beweist zum ersten Mal weltweit das Schlafverhalten von Dinosauriern (Foto/Xu Xing/Mick Ellison).

Mir fiel zufällig auf, dass das Maul des Dinosauriers unter den Flügeln vergraben war. Wir wissen, dass verschiedene Tiere unterschiedliche Schlafstile haben. Vögel müssen sich warm halten und verstecken oft ihren Schnabel oder Kopf unter ihren Flügeln. Dieses Detail machte mir klar, dass Dinosaurier möglicherweise ein ähnliches Schlafverhalten wie Vögel hatten.

Erenhot in der Inneren Mongolei ist ein heiliges Land der Dinosaurierfossilien. In den 1920er Jahren stellte das American Museum of Natural History ein Expeditionsteam zusammen, das von Peking aus nach Norden und Westen aufbrach. Sie hofften, auf dem mongolischen Plateau Fossilien menschlicher Vorfahren zu finden. Bei ihrer Suche fanden sie jedoch keine menschlichen Fossilien, dafür aber unerwartet eine Vielzahl von Fossilien, darunter auch Dinosaurierfossilien.

Vor mehr als 20 Jahren begannen chinesische Forscher in diesem Gebiet zahlreiche Dinosaurierfossilien zu finden, darunter sogar einige neue Dinosaurierarten. Wir haben zwei Dinosaurierarten benannt, eine heißt Innerer Mongolischer Drache und die andere heißt Erlian-Drache.

Damals kam CCTV nach Erenhot in der Inneren Mongolei und wollte einen Dokumentarfilm drehen, um den Prozess der Entdeckung der Fossilien des Inneren Mongolischen Drachen und des Erenosaurus zu zeigen. Nach Abschluss der Dreharbeiten meinte der Direktor von CCTV, dass für eine lebendigere Dokumentation noch einige Aufnahmen von Wissenschaftlern beim Ausgraben von Fossilien nötig seien. Bei der Auswahl der Ausgrabungsstätte warf eines der Teammitglieder seinen Hut in die Luft und wo immer der Hut landete, führten sie die Ausgrabungen durch. Als wir den Stein öffneten, waren wir alle verblüfft, als wir feststellten, dass sich unter der Stelle, an der der Hut heruntergefallen war, ein neues Dinosaurierfossil befand.

▲ CCTV entdeckte während der Dreharbeiten zu einem Dokumentarfilm versehentlich Fossilien von Sauropoden-Dinosaurier (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Wir brachten diese Fossilien zur Reparatur und Untersuchung zurück ins Labor und stellten fest, dass es sich bei diesem Fossil um ein Rückenwirbelfossil eines Sauropoden handelte und dass sich dieses Fossil völlig von den in dieser Gegend gefundenen Fossilien unterschied. Auf Grundlage dieses Fossils haben wir eine neue Dinosaurierart benannt: Sunitosaurus, eine kleine Art von Sauropodendinosauriern.

▲Xu Xing (links) macht ein Foto mit dem Fossil des Sauropodendinosauriers Sonitosaurus (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Normalerweise sind Sauropodendinosaurier mindestens 20 Meter lang, wenn nicht sogar 30 Meter, doch der Sunitosaurus ist mit einer Körperlänge von nur etwa 10 Metern ein „Zwerg“ innerhalb der Sauropodenfamilie. Wir sind von dieser Entdeckung sehr begeistert.

Auch ein japanischer Fernsehsender kam nach Erenhot, in der Hoffnung, über die Entdeckung des Sunitosaurus zu berichten, und der Regisseur äußerte die gleiche Bitte, ein paar Aufnahmen zu machen. Ein Mitglied des Teams meinte, dass ein Knochenstück am Rand eines ausgetrockneten Flussbetts einige Dutzend Meter entfernt entdeckt worden sei und dass es sich aufgrund seiner Größe sehr wahrscheinlich um einen Sunitosaurus handele. Als wir durch das Gebüsch immer mehr von dem Fossil freilegten, wurde uns klar, dass es sich bei dem Fossil überhaupt nicht um einen Sunitosaurus handelte, sondern um das Fossil einer bislang unbekannten Dinosaurierart.

▲ Ein japanischer Fernsehsender entdeckte zufällig einen großen Theropodendinosaurier, das Fossil eines Gigantopsaurus (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Wir brachten das Fossil zur Reparatur und Untersuchung zurück ins Labor und stellten fest, dass es sich tatsächlich um das Fossil eines großen Theropoda, des Gigantoraptor, handelte. Dieser Dinosaurier sieht einem Strauß sehr ähnlich und ist eng mit Vögeln verwandt, war jedoch überraschend groß. Wir schätzen, dass es bei seinem Tod etwa 3.000 Kilogramm wog. Mithilfe von CT-Scans untersuchten wir außerdem das Innere seines Skeletts, um herauszufinden, um welche Art von Lebewesen es sich handelte. Die Knochen dieses Dinosauriers scheinen im CT-Scan eine nestartige Struktur aufzuweisen. Die Knochen sind leicht, aber sehr stark. Diese Entdeckung wurde 2007 vom Time Magazine zu einer der zehn wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen der Welt gekürt.

▲Riesiger Raubvogel starb im Alter von 11 Jahren, wog ~3250 kg (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

▲Das Skelett des Gigantoraptor-Fossils erscheint im CT-Scan als nestartige Struktur. Das Skelett ist leicht, aber sehr stark (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Warum ist bei manchen großen Entdeckungen in der Wissenschaft immer ein gewisses Zufallselement vorhanden? Tatsächlich muss vor der zufälligen Entdeckung viel harte Arbeit und Hingabe geleistet werden!

„Glück am letzten Tag“ kommt von Ausdauer und Hingabe

Neben Neugier und Zufall ist auch Beharrlichkeit für die Entdeckung von Dinosaurierfossilien entscheidend. Die Umwelt in Liaoning und Umgebung unterscheidet sich völlig von der in der Inneren Mongolei. Die Vegetation ist hier sehr dicht und die Fossilien in diesem Gebiet helfen uns, Fragen zu den Schuppen oder Panzern der Dinosaurier in ihrer Evolution zu beantworten.

Zuvor hatten in einigen Teilen der Welt gefundene Dinosaurierfossilien gezeigt, dass Dinosaurier Schuppen und Panzer an ihren Körpern hatten, wie etwa die in Nordamerika gefundenen Entenschnabeldinosaurier und Ceratopsier. Daher glauben wir, dass Dinosaurier mit Schuppen und Panzern bedeckt sein sollten. Aber ist das wirklich der Fall?

1996 wurde in China das erste Dinosaurierfossil mit erhaltenen Federn entdeckt. Wissenschaftler gaben ihm den Namen „Chinesischer Vogeldrache“, und er hat auch einen anderen Namen, nämlich „Chinesischer Drachenvogel“. Diese Benennung spiegelt den Fortschritt unseres Verständnisses von Fossilien wider. Dieses Fossil weist nicht nur wie andere Fossilien erhaltene Knochen auf, sondern, was noch wichtiger ist, es sind auch die ursprünglichen schwarzen Federn erhalten.

▲Der erste Dinosaurier mit erhaltenen Federn entdeckt – das Fossil eines Sinornithosaurus (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Tatsächlich ist die Vorstellung, dass Dinosaurier primitive Federn hatten, nicht neu. Bereits in den 1960er Jahren schlug ein argentinischer Wissenschaftler vor, dass einige Dinosaurier, die eng mit Vögeln verwandt waren, Federn am Körper haben müssten. In den 1970er und 1980er Jahren hatten einige amerikanische Künstler bereits einigen Dinosauriern Federn verpasst, doch kein Wissenschaftler hat jemals Beweise dafür gefunden, dass Dinosaurier Federn hatten.

Auch wir kamen 1997 in dieses Gebiet, kurz nach der Entdeckung der Sinornithosaurus-Fossilien. Es war Winter und sehr kalt und wir hofften sehr, noch mehr gefiederte Dinosaurierfossilien zu entdecken. Wir haben mehr als 30 Tage gearbeitet und trotzdem nichts bekommen. An unserem letzten Tag, als wir gerade abreisen wollten, spendeten uns die Einheimischen ein sehr zerbrochenes Fossil, mehrere hundert Stücke, in der Hoffnung, dass es für die wissenschaftliche Forschung hilfreich sein könnte. Wir haben das Fossil zusammengesetzt, restauriert und untersucht und fanden heraus, dass es einer neuen Art angehörte, die wir Beipiaosaurus nannten. Es handelt sich um eine äußerst wichtige Entdeckung für unser Verständnis der Evolution der Federn und der Entwicklung der Dinosaurier zu Vögeln.

▲ Das Beipiaosaurus-Fossil war bei seiner Entdeckung stark beschädigt. Dieses Fossil liefert wichtige Beweise für das Verständnis der Evolution der Federn und der Entwicklung der Dinosaurier zu Vögeln (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing).

▲Originalbild von Beipiao Longfa (Foto mit freundlicher Genehmigung von National Geographic)

Warum gibt es „Last Day Luck“? Der Grund ist einfach: Es ist das Ergebnis von Beharrlichkeit. Jedes Mal wird das „Glück des letzten Tages“ nach 30, 40, 50 oder sogar 60 Tagen in der Wildnis entdeckt. Nur mit viel Mühe kann man schließlich zu einer Entdeckung gelangen.

1998 hatten wir noch einmal das Glück am letzten Tag. Damals waren wir mehr als 70 Tage in der Wildnis. Kurz vor dem Ende der Expedition fand ein Kollege ein bedeutendes Fossil, auf dem zahlreiche Knochen und Federabdrücke erhalten waren. Dieses Fossil stellt eine neue Dinosaurierart dar, die wir Sinornithosaurus genannt haben. Dieser Dinosaurier zeigt uns, dass Dinosaurier tatsächlich wie Vögel mit den Flügeln schlagen konnten, was für das Erlernen des Fliegens sehr wichtig ist.

▲ Sinosaurier-Fossil (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

▲Rekonstruktion des Sinosauropteryx (Foto mit freundlicher Genehmigung von National Geographic)

Viele wissenschaftliche Entdeckungen entstehen durch Hinterfragen und Kritik

Viele wichtige Entdeckungen in der Wissenschaft sind tatsächlich Entdeckungen der häufigsten Art, die das Ergebnis von Fragen und Kritik sind.

Traditionell sind Dinosaurier große Tiere, die auf dem Boden lebten und sehr gut laufen konnten. Durch die Beobachtung verschiedener Dinosaurierarten haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Körperstruktur von Dinosauriern zum Überleben und Laufen auf dem Boden geeignet ist. Im Allgemeinen sind die Krallen an den Füßen von Dinosauriern relativ gerade und nur die Krallen an ihren Händen sind relativ gebogen.

▲Das erste Microraptor-Fossil (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Allerdings stellten wir bei den Microraptor-Fossilien zwei besondere Merkmale fest: Erstens war Microraptor extrem klein und wog nicht mehr als ein Kilogramm; zweitens ähnelte die Form der Krallen an seinen Füßen eher den Krallen von Vögeln, die auf Bäumen leben. Dies bedeutet, dass Microraptor wahrscheinlich ein Dinosaurier war, der auf Bäumen lebte. Dabei handelt es sich um ein sehr wichtiges evolutionäres Ereignis. Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass sich Dinosaurier zu Vögeln entwickelt haben. Doch um zu Vögeln zu werden, mussten Dinosaurier eine Reihe von Vogelmerkmalen entwickeln, von denen das Fliegen eines der wichtigsten war.

▲ Das Längenverhältnis der Zehen des Microraptors und die Krümmung seiner Krallen deuten darauf hin, dass er in Bäumen leben könnte (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

▲Rekonstruktion eines in einem Baum lebenden Microraptors (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Wie flogen Dinosaurier vom Boden in den blauen Himmel? Der modernen Biologie zufolge leben alle Lebewesen, die fliegen gelernt haben oder gerade eine gewisse Flugfähigkeit erworben haben, auf Bäumen. So gibt es beispielsweise Gleitechsen, Flughörnchen und sogar Frösche. Diese gleitenden Tiere fliegen normalerweise von Bäumen und hohen Stellen herunter, da es einfacher ist, von hohen Stellen herunterzufliegen. Es ist jedoch sehr schwierig, direkt vom Boden in den Himmel zu fliegen. Genau wie ein startendes Flugzeug kann es nur mit sehr hoher Geschwindigkeit in den blauen Himmel fliegen. Viele Experten sind daher der Ansicht, dass Dinosaurier, die auf der Erde lebten, nicht die Fähigkeit zum Fliegen entwickeln konnten. Das Auftreten von Microraptor zeigt jedoch, dass einige Dinosaurier in Bäumen gelebt haben könnten. Sie könnten von Bäumen gesprungen sein, geglitten sein und schließlich die Fähigkeit zum Fliegen erlernt haben.

Durch die Untersuchung weiterer Microraptor-Fossilien entdeckten wir noch überraschendere Phänomene. Vögel haben breite Federn an ihren Flügeln und Schwänzen, die wir Flugfedern nennen. Typische Flugfedern sind asymmetrisch, wobei die linken und rechten Federn unterschiedliche Größen haben, eine breit und die andere schmal. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Federn eines Vogels umso asymmetrischer sind, je besser er fliegen kann. Bei Vögeln mit schwächerer oder gar keiner Flugfähigkeit sind die Schwungfedern nahezu symmetrisch. Aber in den Microraptor-Fossilien sahen wir tatsächlich asymmetrische Federn. Was uns noch mehr überraschte, war, dass auch an den Füßen des Microraptors asymmetrische Federn verteilt waren.

▲Asymmetrische Federn sind nicht nur an den Vorderbeinen und dem Schwanz des Microraptor-Fossils verteilt, sondern auch an den Hinterbeinen (roter Kreis) (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Die asymmetrische Verteilung der Federn in den Microraptor-Fossilien brachte uns auf die Idee eines vierflügeligen Dinosauriers: Er hatte vier Flügel, und wenn man den Schwanz auch als Flügel betrachtet, wäre es ein Tier mit fünf Flügeln. Tatsächlich handelt es sich dabei nicht um eine direkte Erfindung von uns, sondern vielmehr um ein Ergebnis kontinuierlicher Modifikationen.

▲Asymmetrische Federn wurden an den Microraptor-Fossilien (links) und den Federn moderner Vögel (rechts) gefunden. Je stärker die Flugfähigkeit, desto asymmetrischer sind die Federn. Aus aerodynamischer Sicht unterstützt die asymmetrische Struktur den Flug (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing)

Zu dieser Zeit untersuchten viele Teams auf der ganzen Welt die Fossilien von Microraptoren. Im Jahr 2002 hatten bereits zwei andere Forscherteams vor uns ihre Forschungsergebnisse zu neuen Microraptor-Fossilien veröffentlicht. Ihre Forschungen legen nahe, dass der Microraptor keine Flugfedern an den Füßen hatte. Ein anderes Forscherteam glaubte aufgrund von Beobachtungen, dass die Federn des Microraptor symmetrisch seien. Die Beobachtungen der beiden Forscherteams sind völlig gegensätzlich zu unseren.

Warum führen dieselben Fossilien zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen? Ich führe es darauf zurück, dass das Wissen, das Sie bereits erworben haben, Ihr Denken einschränkt. Das Alter trägt zum Zuwachs an Erfahrung und Wissen bei, führt aber auch zum Verlust der freien Denkweise. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die Sie sich angeeignet haben, schränken Ihr Denken ein und die Beobachtungen der Welt durch Wissenschaftler sind mehr oder weniger „voreingenommen“. Wir können nur versuchen, unsere eigene „Voreingenommenheit“ zu reduzieren. Der Fortschritt der Wissenschaft entsteht langsam im Zusammenprall mit verschiedenen „Vorurteilen“ und gelangt schließlich auf die andere Seite der Wahrheit.

Die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die Sie sich aneignen, schränken Ihr Denken ein und die Beobachtungen der Wissenschaftler sind mehr oder weniger „voreingenommen“. Wir können nur versuchen, unsere eigene „Voreingenommenheit“ zu reduzieren.

Warum glaubte das erste Forscherteam, dass sich an den Füßen keine Schwungfedern befanden? Nach unserem Kenntnisstand über moderne Vögel verfügen diese nur über asymmetrische Federn, die sich nie an den Füßen, sondern nur an den Flügeln und am Schwanz befinden. Daher vermutete das Team, dass es sich bei den in der Nähe der Füße des Microraptor-Fossils vergrabenen Federn um Flügel- oder Schwanzfedern handeln müsse, die während des Entstehungsprozesses des Fossils schnell hinzugekommen seien, und nicht um Federn, die dem Microraptor ursprünglich gewachsen seien.

▲ Das erste Team veröffentlichte eine Arbeit, in der es behauptete, Microraptor habe keine Flugfedern an den Füßen (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing).

Warum dachte das zweite Team, die Flugfedern seien symmetrisch? Da sie sich hauptsächlich mit Dinosauriern beschäftigten und über viel Erfahrung verfügten, hatten sie eine starre Denkweise und glaubten, dass Dinosaurier noch nicht fliegen gelernt hätten. Als sie also Federn in den Microraptor-Fossilien sahen, sahen diese in ihren Augen immer noch symmetrisch aus, obwohl sie eigentlich asymmetrisch waren. Die Denkbeschränkungen führen zu kognitiven Abweichungen.

▲ Das erste Team veröffentlichte eine Arbeit, in der es behauptete, die Flugfedern des Microraptor seien symmetrisch (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing).

Im Jahr 2003 gaben wir der wissenschaftlichen Gemeinschaft bekannt, dass Microraptor asymmetrische Federn hatte und dass diese asymmetrischen Federn an seinen Füßen wuchsen. Unser Artikel wurde in der britischen Zeitschrift Nature veröffentlicht (die Fossilien und Restaurierungsbilder finden Sie auf dem Cover) und sorgte weltweit für großes Aufsehen. Aufgrund dieser Entdeckung können wir spekulieren, dass Dinosaurier begannen, vom Boden aus in den blauen Himmel zu fliegen. Eine Dinosaurierart könnte sich auf die Bäume zurückgezogen haben und schließlich vier Flügel entwickelt haben. Mit der zunehmenden Entwicklung der Vorderflügel degenerierten die Hinterflügel allmählich, so dass die heutigen Vögel zum Fliegen nur noch zwei Flügel und zum Gehen ihre Füße verwenden.

▲ Im Jahr 2003 veröffentlichte die renommierte britische Fachzeitschrift Nature einen Artikel von Xu Xings Team über die Hypothese der Evolution des vierflügeligen Fluges bei Dinosauriern, der weltweit großes Aufsehen erregte (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing).

Nachdem unser Artikel veröffentlicht wurde, wurde er von vielen Wissenschaftlern in Frage gestellt. Der berühmte Wissenschaftler Professor Kevin Padian von der University of California, Berkeley, hat mehrere Artikel verfasst, in denen er unsere Arbeit in Frage stellt und kritisiert. Er glaubt, dass es unmöglich sei, dass es vierflügelige Dinosaurier gab, und dass eine Möglichkeit darin bestehe, dass die Fossilien gefälscht seien. Er meinte außerdem, dass das Fossil, selbst wenn es sich um ein echtes Fossil handeln sollte, nichts mit der Entstehung des Fliegens zu tun habe. Es dürfte sich um ein Sonderphänomen, einen Einzelfall handeln und nichts damit zu tun haben, dass Vögel fliegen lernen.

Der Grund, warum Kevin Pedien nicht an vierflügelige Dinosaurier glaubt, liegt darin, dass er ein Pionier in der Erforschung der Evolution von Dinosauriern zu Vögeln ist und von einer bestimmten angeborenen Denkweise beeinflusst wird. Er war sich durchaus bewusst, dass moderne Vögel mit ihren Flügeln fliegen und auf ihren Hinterbeinen laufen. Daher konnte er sich nicht vorstellen, dass Dinosaurier vier Flügel hatten.

Tatsächlich sind Fragen und Kritik in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weit verbreitete Phänomene, und wissenschaftlicher Fortschritt entsteht im Prozess des Fragens, der Kritik und der Diskussion.

Auf Zweifel und Kritik können wir am besten reagieren, indem wir nach weiteren wissenschaftlichen Beweisen suchen. Wir verbrachten mehr Zeit vor Ort und im Labor, um nach weiteren Beweisen zu suchen. Später wurde bewiesen, dass es sich bei dem Vierflügelphänomen des Microraptor-Fossils nicht um eine Fossilienfälschung, sondern um ein reales biologisches Phänomen handelte. Noch wichtiger ist, dass wir nicht nur Hinweise auf vier Flügel beim Microraptor gefunden haben, sondern das Phänomen der vier Flügel auch bei frühen Fossilien wie Possum, Anchiornis, Xiaotingsaurus und Aurinia festgestellt haben. Das Stadium der Vierflügeligkeit war ein unvermeidliches Stadium bei der Evolution der Dinosaurier zu Vögeln.

▲ Im folgenden Jahrzehnt suchten Forscher nach weiteren vierflügeligen Dinosauriern und sogar nach Fossilien von vierflügeligen Vögeln (Foto mit freundlicher Genehmigung von Xu Xing).

Infragestellung und Kritik sind in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weit verbreitete Phänomene. Die beste Möglichkeit, auf Zweifel und Kritik zu reagieren, besteht darin, weitere wissenschaftliche Beweise zu finden. Wissenschaftlicher Fortschritt entsteht im Prozess des Hinterfragens und der Kritik.

▲Am 12. Dezember 2014 veröffentlichte das amerikanische Magazin Science einen Übersichtsartikel von Xu Xings Team über die Entstehung der Vögel. Der Artikel wies darauf hin, dass die Evolution von Dinosauriern zu Vögeln das Stadium der Vierflügeligkeit durchlaufen muss (Foto/Xu Xing).

Es ist erfreulich, dass die Forschungsergebnisse zur Evolution der Dinosaurier zu den Vögeln in die Lehrbücher von Universitäten, Hochschulen sowie Grund- und weiterführenden Schulen im In- und Ausland aufgenommen wurden.

▲Die Erforschung der Herkunft der Vögel wurde 2014 vom Science-Magazin zu einem der zehn größten wissenschaftlichen Durchbrüche weltweit gekürt (Foto: Xu Xing)

Wir können mit Sicherheit sagen, dass die Dinosaurier nie ausgestorben sind, denn die 11.000 Vogelarten, die es heute auf der Erde gibt, sind in Wirklichkeit lebende Dinosaurier, direkte Nachkommen der Dinosaurier des Mesozoikums.

▲Dinosaurier starben nicht aus, sondern entwickelten sich zu Vögeln und flogen in den blauen Himmel (Foto von Xu Xing)

(Der Inhalt dieses Artikels stammt aus der Capital Science Lecture Hall vom 3. September. Die Hörsäle werden von der Beijing Association for Science and Technology ausgerichtet, vom Beijing Science Center betrieben und von der Beijing Science and Technology News Agency mitorganisiert. Jede Woche werden Akademiker und Experten eingeladen, Vorträge zu halten, um den wissenschaftlichen Geist zu fördern, der Öffentlichkeit zu helfen, wissenschaftliches Denken zu etablieren, grundlegende wissenschaftliche Methoden zu beherrschen und notwendige wissenschaftliche Erkenntnisse zu verstehen.)

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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