Eine künstlerische Darstellung alter Albatrosse, die einen pelagornithiden Vogel – mit seinem furchterregenden gezahnten Schnabel – verfolgen, während Pinguine in den Ozeanen um die Antarktis vor 50 Millionen Jahren herumtollen. (Bild mit freundlicher Genehmigung von Brian Choo)
Fossilien, die in den 1980er Jahren in der Antarktis gefunden wurden, stellen die ältesten riesigen Mitglieder einer ausgestorbenen Gruppe von Vögeln dar, die die südlichen Ozeane mit einer Flügelspannweite von bis zu 21 Fuß patrouillierten, was die Flügelspannweite des größten heutigen Vogels, des Wanderalbatros, in den Schatten stellen würde.
Die Pelagornithiden füllten eine ähnliche Nische wie die heutigen Albatrosse und zogen mindestens 60 Millionen Jahre lang weit über die Ozeane der Erde. Obwohl ein viel kleineres Pelagornithiden-Fossil aus der Zeit vor 62 Millionen Jahren stammt, zeigt eines der neu beschriebenen Fossilien – ein 50 Millionen Jahre altes Teil eines Vogelfußes -, dass die größeren Pelagornithiden entstanden, kurz nachdem sich das Leben von dem Massenaussterben vor 65 Millionen Jahren erholte, als die Verwandten der Vögel, die Dinosaurier, ausstarben. Ein zweites Pelagornithiden-Fossil, ein Teil eines Kieferknochens, stammt aus der Zeit vor etwa 40 Millionen Jahren.
„Unser Fossilienfund mit seiner geschätzten Flügelspannweite von 5 bis 6 Metern – fast 20 Fuß – zeigt, dass sich die Vögel relativ schnell nach dem Aussterben der Dinosaurier zu einer wirklich gigantischen Größe entwickelten und Millionen von Jahren über die Ozeane herrschten“, sagte Peter Kloess, Doktorand an der University of California, Berkeley.
Der letzte bekannte Pelagornithide stammt aus der Zeit vor 2,5 Millionen Jahren, einer Zeit, in der sich das Klima veränderte, als die Erde abkühlte und die Eiszeiten begannen.
Kloess ist der Hauptautor eines Artikels, der das Fossil beschreibt und diese Woche in der frei zugänglichen Zeitschrift Scientific Reports erscheint. Seine Co-Autoren sind Ashley Poust vom San Diego Natural History Museum und Thomas Stidham vom Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking. Sowohl Poust als auch Stidham haben an der UC Berkeley promoviert.
Vögel mit Pseudozähnen
Pelagornithiden sind wegen der knöchernen Vorsprünge oder Verstrebungen an ihren Kiefern, die spitzen Zähnen ähneln, als „Knochenzahnvögel“ bekannt, obwohl sie keine echten Zähne sind, wie die von Menschen und anderen Säugetieren. Die knöchernen Vorsprünge waren von einem hornartigen Material, dem Keratin, überzogen, das unseren Fingernägeln ähnelt. Die als Pseudozähne bezeichneten Streben halfen den Vögeln, Tintenfische und Fische aus dem Meer zu fangen, während sie vielleicht wochenlang über einem Großteil der Ozeane der Erde schwebten.
Dieses fünf Zentimeter lange Segment eines versteinerten Kiefers, das in den 1980er Jahren in der Antarktis entdeckt wurde, stammt von vor 40 Millionen Jahren. Der Schädel des Vogels wäre etwa einen Meter lang gewesen, während die Pseudozähne, die ursprünglich mit hornartigem Keratin überzogen waren, bis zu einem Zentimeter lang gewesen wären. In diesem Maßstab hätte der Vogel eine Flügelspannweite von 5 bis 6 Metern, also etwa 20 Fuß, gehabt. (UC Berkeley Bild mit freundlicher Genehmigung von Peter Kloess)
Große fliegende Tiere sind regelmäßig auf der Erde aufgetaucht, angefangen bei den Pterosauriern, die während der Dinosaurierzeit mit ihren ledernen Flügeln schlugen und eine Spannweite von bis zu 30 Metern erreichten. Im Känozoikum, nach dem Massenaussterben, traten die Pelagornithiden auf, die bis vor etwa 2,5 Millionen Jahren lebten und den Rekord bei der Flügelspannweite anführten. Etwa zur gleichen Zeit beherrschten die heute ausgestorbenen Warane den Himmel.
Die mit den Geiern verwandten Vögel „entwickelten eine Flügelspannweite, die derjenigen der Pelagornithiden nahe kommt“, so Poust. „Zeitlich gesehen stehen die Teratorne mit ihrer gigantischen Größe jedoch an zweiter Stelle, da sie sich 40 Millionen Jahre nach den Pelagornithiden entwickelt haben. Die extreme, gigantische Größe dieser ausgestorbenen Vögel ist in den Lebensräumen des Ozeans unübertroffen.“
Die Fossilien, die die Paläontologen beschreiben, gehören zu den vielen, die Mitte der 1980er Jahre von Teams unter der Leitung von Paläontologen der UC Riverside auf Seymour Island vor der nördlichsten Spitze der antarktischen Halbinsel gesammelt wurden. Diese Funde wurden später in das UC Museum of Paleontology an der UC Berkeley gebracht.
Kloess stieß auf die Exemplare, als er 2015 als frischgebackener Doktorand in den Sammlungen stöberte. Er hatte seinen Master-Abschluss an der Cal State-Fullerton mit einer Arbeit über Meeresvögel aus dem Miozän (vor 17 Millionen bis 5 Millionen Jahren) gemacht, die auf Exemplaren basierte, die er in Museumssammlungen fand, darunter auch in denen der UCMP.
„Ich liebe es, in Sammlungen zu gehen und dort Schätze zu finden“, sagte er. „Jemand hat mich eine Museumsratte genannt, und ich betrachte das als Ehrenzeichen. Ich liebe es, herumzuwuseln und Dinge zu finden, die die Leute übersehen.“
Bei der Durchsicht der Originalaufzeichnungen des ehemaligen UC Riverside-Studenten Judd Case, der jetzt Professor an der Eastern Washington University in der Nähe von Spokane ist, stellte Kloess fest, dass der fossile Fußknochen – ein so genannter Tarsometatarsus – aus einer älteren geologischen Formation stammt als ursprünglich angenommen. Das bedeutete, dass das Fossil etwa 50 Millionen Jahre alt war und nicht 40 Millionen Jahre. Es ist das größte bekannte Exemplar der gesamten ausgestorbenen Gruppe der Pelagornithiden.
Bei dem anderen wiederentdeckten Fossil, dem mittleren Teil des Unterkiefers, sind Teile der Pseudozähne erhalten; sie wären zu Lebzeiten des Vogels bis zu 3 cm groß gewesen. Der etwa 12 cm lange, erhaltene Kieferabschnitt stammt von einem sehr großen Schädel, der bis zu 60 cm lang gewesen sein muss. Anhand von Messungen der Größe und des Abstands dieser Zähne und analytischen Vergleichen mit anderen Fossilien von Pelagornithiden konnten die Autoren zeigen, dass dieses Fragment von einem einzelnen Vogel stammt, der genauso groß, wenn nicht sogar größer war als die größten bekannten Skelette der Vogelgruppe mit Knochenzähnen.
Die warme Antarktis war ein Tummelplatz für Vögel
Vor fünfzig Millionen Jahren hatte die Antarktis während des Eozäns ein viel wärmeres Klima und war nicht der abweisende, eisige Kontinent, den wir heute kennen, so Stidham. Neben ausgestorbenen Landsäugetieren wie Beuteltieren und entfernten Verwandten von Faultieren und Ameisenbären bewohnte eine Vielzahl antarktischer Vögel das Land, das Meer und die Luft.
Seymour Island, nahe dem nördlichsten Punkt der antarktischen Halbinsel, hat eine Fülle von Fossilien hervorgebracht, darunter Teile von Riesenvögeln wie den Pelagornithiden und den kleineren Vorfahren der heutigen Albatrosse, ganz zu schweigen von einer Vielzahl von Pinguinen. Die in der neuen Studie beschriebenen UCMP-Fossilien stammen von den Punkten 1 und 6. (Grafik mit freundlicher Genehmigung von Scientific Reports)
Die südlichen Ozeane waren die Spielwiese für frühe Pinguinarten sowie für ausgestorbene Verwandte der heute lebenden Enten, Strauße, Sturmvögel und anderer Vogelgruppen, von denen viele auf den Inseln der antarktischen Halbinsel lebten. Die neuen Forschungsergebnisse belegen, dass diese ausgestorbenen, räuberischen Vögel mit großen und riesigen Knochenzähnen über 10 Millionen Jahre lang Teil des antarktischen Ökosystems waren und Seite an Seite über den Köpfen der schwimmenden Pinguine flogen.
„In einer Lebensweise, die wahrscheinlich den lebenden Albatrossen ähnelt, flogen die riesigen, ausgestorbenen Pelagornithiden mit ihren sehr langen, spitzen Flügeln weit über die alten offenen Meere, die noch nicht von Walen und Robben beherrscht wurden, auf der Suche nach Tintenfischen, Fischen und anderen Meeresfrüchten, die sie mit ihren mit scharfen Pseudozähnen besetzten Schnäbeln fangen konnten“, so Stidham. „Die großen Exemplare sind fast doppelt so groß wie Albatrosse, und diese Vögel mit den knochigen Zähnen wären gewaltige Raubtiere gewesen, die sich an der Spitze ihres Ökosystems entwickelt haben.“
Museumsbestände wie die des UCMP und die Menschen wie Kloess, Poust und Stidham, die sie auswerten, sind der Schlüssel zur Rekonstruktion dieser alten Lebensräume.
„Sammlungen sind enorm wichtig, und Entdeckungen wie diese Pelagornithiden wären nicht möglich, wenn wir diese Exemplare nicht in öffentlichem Besitz hätten, sei es an der UC Riverside oder jetzt in Berkeley“, sagte Kloess. „Die Tatsache, dass diese Exemplare den Forschern zur Verfügung stehen, hat einen unglaublichen Wert.“