Die Evolution der Vögel: Überleben nach dem Einschlag
Als einst ein Asteroid auf dem Gebiet der Halbinsel Yucatán niederging, begann ein Massenaussterben. Warum gerade die Vögel davonkamen, meinen Forscher jetzt zu wissen.
Als vor 66 Millionen Jahren auf dem Gebiet des heutigen Mexiko ein Zehn-Kilometer-Felsbrocken aus dem All aufschlug, verursachte das eine verheerende Druckwelle, riesige Flutkatastrophen und Erdbeben. Rund drei Viertel aller Pflanzen- und Tierarten der Erde starben am Ende der Kreidezeit aus, darunter auch die Dinosaurier. Wie Wissenschaftler um den Evolutionsbiologen Daniel Field von der britischen Universität Bath nun im Magazin „Current Biology“ berichten, folgte zudem ein globales Waldsterben. Zu den Überlebenden gehörten die Vögel. Warum gerade sie es schafften, versuchen die Forscher jetzt zu erklären
Überlebt - aber knapp
Ob es der Meteoriteneinschlag allein war, der zum weltweiten Massenaussterben führte, diskutieren Wissenschaftler nach wie vor. Es könnte auch eine Reihe von Veränderungen gegeben haben, die teils auch länger andauerten und an die sich die Urzeitechsen nicht anpassen konnten. Doch warum starben manche Tiergruppen wie etwa die aus fossilen Funden bekannten Ammoniten und Belemniten, beides tintenfischähnliche Tiere, völlig aus, und andere dagegen überlebten? Zu letzteren gehören Reptilien wie Warane, Schildkröten und Krokodile, Schalentiere wie Muscheln und Schnecken, die heute so dominanten Säugetiere, und ebenso die farben- und formenreiche Gruppe der Vögel.
„Überleben“ scheint jedenfalls auch für diese Tiergruppen oft eine knappe Sache gewesen zu sein. Etwa für die Vögel. Fields Team zeigt, dass das Massenaussterben keineswegs spurlos an ihrer Entwicklung vorbeiging. „Wir haben diese Geschichte aus sehr unterschiedlichen Quellen zusammengesetzt“, sagt Field. Dazu gehören auch Pflanzenfossilien und urzeitliche Pollenablagerungen sowie die Verwandtschaftsverhältnisse und Lebensweisen heutiger und früherer Vögel. „Es ist spannend, wenn so diverse Datensätze in die gleiche Richtung weisen und etwas erkennbar wird, das vor 66 Millionen Jahren und - zumindest nach geologischen Maßstäben - blitzschnell passiert ist“, so Field.
Klein und bodenständig
Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass lediglich eine kleine Gruppe bodenlebender Vogelarten die Katastrophe und ihre Folgen überdauerte. Um baumbewohnende Vogelarten stand es schlechter. Das vermutete Gerald Mayr, Ornithologe am Forschungsinstitut Senckenberg in Frankfurt, schon in seinem 2016 erschienenen Fachbuch „Avian evolution“ (Vogelevolution): Veränderungen der Erdvegetation wie Waldsterben könnten zum Aussterben baumbewohnender Vogelarten geführt haben. Vogelarten, die nicht auf Wälder angewiesen waren, waren weniger betroffen. „Fields Thesen erscheinen mir nicht ganz neu, aber richtig“, sagt Mayr jetzt.
Die untersuchten fossilen Pollenablagerungen an der Grenze zwischen Bodenschichten aus der Kreidezeit und dem darauf folgenden, „Paläogen“ genannten Erdzeitalter zeigen, dass damals vorübergehend Farne die Vegetation der Erde dominierten. Baum-Wälder erholten sich erst nach Jahrhunderten oder sogar Jahrtausenden.
Schwefelsäure, die die Sonne verdunkelt
Das globale Waldsterben und auch die Aussterbewelle im Tierreich könnten auch mit einer weiteren und anhaltend todbringenden Folge des Einschlags zusammenhängen: Aufgewirbelter Staub und Ruß trübten die Atmosphäre und blockierten die Sonnenwärme. Die Temperaturen am Erdboden fielen drastisch. In der Hitze der Explosion beim Einschlag wurden jedoch auch viele Kubikkilometer Gestein verdampft. Große Mengen Sulfat gelangten so in obere Atmosphärenschichten. In der Folge bildete sich wahrscheinlich ein dichter Schleier aus Schwefelsäure-Tröpfchen. Dieser Schleier blockte die Sonne wahrscheinlich auch noch für eine Weile nachdem sich der aufgewirbelte Staub schon lange wieder gelegt hatte. Zu diesem Ergebnis kamen Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung 2016 jedenfalls nach Computersimulationen.
Heißer Einschlag, frostige Konsequenzen
Der globale Temperatur-Durchschnitt am Erdboden könnte demnach um mehr als 26 Grad Celsius gefallen sein. Fauna und Flora des feuchtwarmen Klimas der Kreidezeit bekamen gleichsam einen Kälteschock verpasst. Für einige Jahre kletterten die Temperaturen gar nicht mehr über den Gefrierpunkt. Erst nach drei Jahrzehnten erreichten sie wieder ein ähnliches Niveau wie vor dem Einschlag. Doch auch danach nahmen seine Folgen weiter Einfluss auf die Pflanzen- und Tierwelt; auch in den Weltmeeren wirkte er nach. Die globale Abkühlung unterbrach nicht nur das komplexe Gefüge von Meeresströmungen, sie könnte auch giftige Algenblüten verursacht und die Meeresökosysteme insgesamt grundlegend verändert haben.
Fields Team wollte angesichts dieser Gegebenheiten verstehen, warum eine kleine Gruppe von Vogelarten die Katastrophe überleben konnte. „Heute sind Vögel global verbreitet und die artenreichste Gruppe von Landwirbeltieren”, sagt Field. Ungefähr 11.000 Arten sind bekannt. „Aber nur einige wenige Entwicklungslinien überdauerten das Massenaussterben vor 66 Millionen Jahren.”
Zahnlos in die Zukunft
Wie und warum schafften gerade sie es? Ein Faktor könnte Ernährung gewesen sein. Zum Ausgang der Kreidezeit hatte eine Reihe von Vogelarten bereits einen zahnlosen Schnabel entwickelt. Vielleicht waren sie damit nach dem Einschlag besonders konkurrenzfähig darin, hartschalige Samenkörner als Nahrung zu nutzen. Im Vergleich zu anderer Nahrung hielten sich diese auch über längere Zeiten und konnten deshalb auch in der Dunkelphase noch Kalorien liefern, wenn der Vogel sie fand. Allerdings gab es unter den Vogelverwandten mit Zähnen durchaus ebenfalls Körnerfresser, die dennoch ausstarben.
Dass die damals überlebenden Vorfahren der heutigen Vögel eher klein waren bestätigen jedenfalls auch genetische Analysen. Bei schwindendem Nahrungsangebot könnte auch das einen entscheidenden Vorteil bedeutet haben. Denn wer weniger essen muss, baucht weniger Energie aus der Nahrung - und wird eher satt. Und es gibt weitere mögliche Erklärungen: Die Forscher vermuten etwa auch eine zunehmende Größe der Eier, was dem Nachwuchs einen Anfangsvorteil verschafft hätte. Flexibilität beim Nestbau könnte ebenfalls ein Faktor gewesen sein, oder auch verbesserte Verdauungsfähigkeiten der überlebenden Arten. Wie genau all dies möglicherweise auch zusammenspielte müsste jedoch noch weiter untersucht werden, so die Forscher.
Field möchte als nächstes untersuchen, wie lange die Wälder brauchten, um sich vom Einschlag zu erholen und wie sich die neuen baumbewohnenden Vogelarten entwickelten.
Patrick Eickemeier