Warum hatten Dinosaurier Federn?

Zu fragen, warum bestimmte Dinosaurier Federn hatten, unterscheidet sich grundsätzlich nicht von der Frage, warum Fische Schuppen haben oder warum Hunde Fell haben. Warum sollte die bloße Epidermis eines Tieres irgendeine Art von Bedeckung aufweisen (oder im Falle von Menschen praktisch überhaupt keine Bedeckung)? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns einem tieferen Rätsel widmen: Welchen evolutionären Vorteil haben Federn Dinosauriern verschafft, die mit Fell, Borsten oder einfachen Reptilienschuppen nicht erreicht werden konnten?

Die Mehrheit der gefiederten Dinosaurier waren Theropoden

Bevor wir jedoch anfangen, ist es wichtig zu erkennen, dass nicht alle Dinosaurier Federn hatten. Die überwiegende Mehrheit der gefiederten Dinosaurier waren Theropoden, eine breite Kategorie, die Raubvögel, Tyrannosaurier, Ornithomimiden und "Dino-Vögel" sowie die frühesten Dinosaurier wie Eoraptor und Herrerasaurus umfasst. Darüber hinaus waren nicht alle Theropoden gefiedert: Es ist ziemlich sicher, dass der späte Jura-Allosaurus ebenso schuppige Haut hatte wie andere große Theropoden wie Spinosaurus und Tyrannosaurus Rex (obwohl immer mehr Paläontologen glauben, dass die Jungtiere und Jungtiere dieser Dinosaurier möglicherweise schuppige Haut haben bezaubernd getuftet).

Theropoden waren nicht die einzigen Mitglieder der Ordnung der Saurierdinosaurier ("Eidechsenhüpfer"): Seltsamerweise waren ihre engsten Verwandten die riesigen, schwerfälligen Sauropoden mit Elefantenbeinen, die sich in Aussehen und Verhalten von den Theropoden etwa so unterschieden wie Sie können möglicherweise bekommen! Bis heute gibt es keinerlei Hinweise auf gefiederte Verwandte von Brachiosaurus oder Apatosaurus, und eine solche Entdeckung erscheint äußerst unwahrscheinlich. Der Grund liegt in den unterschiedlichen Stoffwechseln von Theropoden- und Sauropodendinosauriern, von denen weiter unten mehr aufgeführt ist.

Was ist der evolutionäre Vorteil von Federn??

Ausgehend vom Beispiel moderner Vögel könnte man meinen, dass der Hauptzweck von Federn darin besteht, den Flug aufrechtzuerhalten. Federn fangen kleine Luftblasen ein und sorgen für den entscheidenden "Auftrieb", mit dem ein Vogel in die Luft fliegen kann. Bei allen Anzeichen ist der Einsatz von Federn im Flug jedoch nur zweitrangig, eine jener möglichen Entwicklungen, für die die Evolution so berühmt ist. In erster Linie haben Federn die Funktion, eine Isolierung zu bieten, genau wie die Aluminiumverkleidung eines Hauses oder der Polyurethanschaum, der in seinen Sparren verpackt ist.

Und warum sollte ein Tier Isolierung brauchen, fragen Sie? Nun, im Fall von Theropodendinosauriern (und modernen Vögeln) liegt dies daran, dass sie einen endothermen (warmblütigen) Stoffwechsel besitzen. Wenn eine Kreatur ihre eigene Wärme erzeugen muss, muss sie diese Wärme so effizient wie möglich speichern können, und ein Mantel aus Federn (oder Fell) ist eine Lösung, die von der Evolution wiederholt bevorzugt wurde. Während einigen Säugetieren (wie Menschen und Elefanten) Fell fehlt, haben alle Vögel Federn - und die isolierende Kraft von Federn ist nicht besser demonstriert als bei flugunfähigen Wasservögeln, die in kalten Klimazonen leben, d. H. Pinguinen.

Dies wirft natürlich die Frage auf, warum es Allosaurus und anderen großen Theropoden-Dinosauriern an Federn mangelte (oder warum diese Federn nur in Jungtieren oder Jungtieren vorhanden waren). Dies hat möglicherweise etwas mit den klimatischen Bedingungen in den Regionen zu tun, in denen diese Dinosaurier lebten, oder mit einer Eigenart des Stoffwechsels großer Theropoden; Wir kennen die Antwort noch nicht. (Was den Grund betrifft, warum Sauropoden keine Federn hatten, so waren sie mit ziemlicher Sicherheit kaltblütig und mussten Wärme effizient absorbieren und abstrahlen, um ihre innere Körpertemperatur zu regulieren. Wenn sie mit Federn bedeckt gewesen wären, hätten sie sich von innen gebacken raus, wie in der Mikrowelle gekochte Kartoffeln.)

Dinosaurierfedern wurden durch sexuelle Auslese bevorzugt

Wenn es um ansonsten mysteriöse Merkmale im Tierreich geht - die langen Hälse von Sauropoden, die dreieckigen Platten von Stegosauriern und möglicherweise die hellen Federn von Theropodendinosauriern -, sollte man niemals die Macht der sexuellen Selektion außer Acht lassen. Die Evolution ist dafür berüchtigt, scheinbar zufällige anatomische Merkmale herauszusuchen und sie sexuell zu beschleunigen: Erleben Sie die enormen Nasen männlicher Nasenaffen, ein direktes Ergebnis der Tatsache, dass die Weibchen der Spezies es vorziehen, sich mit den Männchen mit der größten Nase zu paaren.

Nachdem sich bei den Dinosauriern der Theropoden isolierende Federn entwickelt hatten, gab es nichts, was die sexuelle Auslese daran hinderte, den Prozess noch weiter voranzutreiben. Über die Farbe der Dinosaurierfedern wissen wir noch sehr wenig, aber es ist sicher, dass einige Arten helle Grün-, Rot- und Orangenfarben aufwiesen, wahrscheinlich in sexuell dimorpher Weise (dh die Männchen hatten eine hellere Farbe als die Weibchen oder und umgekehrt). Einige ansonsten kahle Theropoden hatten möglicherweise Federbüschel an seltsamen Stellen, wie ihren Unterarmen oder Hüften, ein anderes Mittel, um sexuelle Verfügbarkeit anzuzeigen, und einige frühe, berühmte Dino-Vögel wie Archaeopteryx waren mit dunklen, glänzenden Federn ausgestattet.

Was ist mit Flug?

Schließlich kommen wir zu dem Verhalten, das die meisten Menschen mit Federn assoziieren: Flucht. Über die Entwicklung der Theropod-Dinosaurier zu Vögeln wissen wir noch viel nicht. Dieser Prozess mag während des Mesozoikums mehrmals stattgefunden haben, und nur die letzte Evolutionswelle hat die Vögel hervorgebracht, die wir heute kennen. Es ist ein fast offener Fall, dass sich moderne Vögel aus den kleinen, skitterigen, gefiederten "Dino-Vögeln" der späten Kreidezeit entwickelt haben. Aber wie?

Es gibt zwei Haupttheorien. Es könnte sein, dass die Federn dieser Dinosaurier für zusätzlichen Auftrieb sorgten, wenn sie Beute jagten oder vor größeren Raubtieren davonliefen. Die natürliche Selektion begünstigte die Erhöhung des Auftriebs, und schließlich gelang einem glücklichen Dinosaurier der Start. Im Gegensatz zu dieser "Ground-up" -Theorie gibt es die weniger populäre "Arboreal" -Theorie, die besagt, dass kleine, baumlebende Dinosaurier aerodynamische Federn entwickelten, während sie von Ast zu Ast sprangen. Was auch immer der Fall sein mag, die wichtige Lehre ist, dass der Flug das unbeabsichtigte Nebenprodukt und nicht der vorherbestimmte Zweck von Dinosaurierfedern war!

Eine neue Entwicklung in der Debatte um gefiederte Dinosaurier ist die Entdeckung kleiner, gefiederter, pflanzenfressender Ornithopoden wie Tianyulong und Kulindadromeus. Bedeutet dies, dass Ornithopoden sowie Theropoden warmblütigen Stoffwechsel besaßen? Ist es zumindest möglich, dass Vögel aus pflanzenfressenden Ornithopoden entstanden sind und keine fleischfressenden Raubvögel? Wir wissen es noch nicht, aber rechnen Sie damit, dass dies zumindest für das nächste Jahrzehnt ein aktives Forschungsgebiet ist.