Dinosaurier Ein Knochen zum Abheben

Saurier waren die ersten Wirbeltiere, die fliegen lernten. Schon vor 220 Millionen Jahren, lange vor Vögeln und Fledermäusen, eroberten sie den Luftraum. Rund 150 Millionen Jahre tummelten sich Flugsaurier in den Lüften, manche nicht größer als ein Sperling, andere mit einer Flügelspannweite von mehr als zehn Metern. Wie sich die Giganten in die Luft erheben konnten, ist noch nicht genau geklärt. Offenbar hat ein kleiner Knochen am Handgelenk der Flugsaurier eine wichtige Rolle gespielt. Zu diesem Ergebnis ist unlängst eine Forschergruppe um Matthew Wilkinson von der University of Cambridge (England) und David Unwin vom Museum für Naturkunde in Berlin gekommen.

In einem Windkanal testeten die Wissenschaftler Modelle, die sie aus Aluminiumstäben und Nylongewebe zusammengebaut hatten. Als Vorbild dienten mittelgroße Flugsaurier aus der unteren Kreidezeit. Entsprechende Gesteinsschichten im Nordosten Brasiliens bergen fossile Knochen, die auch nach mehr als hundert Millionen Jahren noch ihre ursprüngliche Form bewahrt haben. Somit verraten ihre Gelenke noch heute, wie beweglich sie einst waren.

Häutige Tragflächen

Ähnlich wie Fledermäuse hatten die Flugsaurier häutige Tragflächen entwickelt. Statt vier langen Fingern setzten sie allerdings bloß einen einzigen dazu ein, die Flughaut zwischen Vorder- und Hinterbeinen auszuspannen. Zwischen Hinterbeinen und Schwanz erstreckte sich nur ein schmaler Hautstreifen. Wie der vorderste Abschnitt der Flughaut ausgestaltet war, ist dagegen unklar. Auf Häuten, die einen Abdruck im Gestein hinterlassen haben, zieht sich ein Saum von den Mittelhandknochen bis zum Hals.

Am Handgelenk wird dieses Segment der Flughaut durch einen stabförmigen Knochen gestützt, der ausschließlich Flugsauriern eigen ist. Dieses sogenannte Pteroid zeigt zwar bei allen Fossilien zum Körper hin. Das Gelenk an den Handwurzelknochen erlaubte es ihm aber, sich - leicht abwärts geneigt - nach vorne zu richten. Somit konnte das Pteriod einen viel breiteren Hautstreifen ausspannen als bislang angenommen.

Wie sich die Form der Flughaut auf die Aerodynamik auswirkte, studierten die Forscher mit entsprechend nachgebauten Varianten (“Proceedings of the Royal Society“, Teil B, Bd. 273, S. 119). In einem Windkanal plaziert, erzeugten Tragflächen mit einem breiten Vorderrand aus Nylongewebe deutlich mehr Auftrieb als konventionelle Rekonstruktionen. Dabei kommt es darauf an, daß das vordere Segment der Flughaut nicht bloß die Flügelfläche vergrößert. Es muß dem Flügelquerschnitt auch eine merkliche Wölbung verleihen. Schon bei geringen Geschwindigkeiten kann dann genügend Auftrieb entstehen, das Tier in der Luft zu halten.

Eine Sanfte Brise reicht aus

Vom Boden abzuheben, bedarf es bei dieser Konstruktion keiner großen Anstrengung. Auf derartige Startbedingungen waren vor allem die Riesen unter den Flugsauriern angewiesen. Denn im Gegensatz zu Schwänen, Kranichen und anderen stattlichen Vögeln konnten sie nicht rasant Anlauf nehmen - schließlich waren ihre Beine in die Flughaut eingebunden. Die meterlangen Schwingen taugten ebenfalls nicht für große Kraftakte. Vermutlich haben Flugsaurier vom Schlage eines Pteranodon oder Quetzalcoatlus einfach ihre Flügel ausgebreitet. Nach Einschätzung der Forscher dürfte dann schon eine sanfte Brise ausgereicht haben, diese imposantesten Segelflieger aller Zeiten auf und davon zu tragen.

Eine stark gewölbte Flughaut half den fliegenden Riesen wahrscheinlich auch, wieder sicher auf dem Boden zu landen. Wie die Messungen im Windkanal zeigen, verhindert sie selbst bei großen Anstellwinkeln mißliche Turbulenzen. Ein vorderes Flügelsegment mit Pteroidknochen findet sich allerdings nicht nur bei großzügig dimensionierten Flugsauriern. Zierliche Exemplare sind ebenso ausgestattet, obwohl sie dank ihrer geringen Körpergröße vermutlich mühelos starten und landen konnten. Vielleicht erwiesen sich die flexiblen Vorderkanten der Flughäute auch bei anderen Flugmanövern als nützlich, etwa beim Abbremsen oder Abbiegen.

Wie gewandt sich die fliegenden Saurier durch die Luft bewegten, wird wohl für immer ungeklärt bleiben. Schließlich sind sie zusammen mit den anderen Sauriern am Ende der Kreidezeit endgültig von der Erde verschwunden. Bis dahin jedoch hatten sie, formenreich und vielseitig, rund 80 Millionen Jahre gemeinsam mit den Vögeln den Luftraum bevölkert.