DNA aus dem Stein – Was uns Fossilien über Farbe, Laute & Verhalten verraten

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0:35 Doch wenn du genau hinschaust, erkennst du eine Kontur. Die gebogene Wirbelsäule eines Tieres, die Umrisse einer Flosse, einen winzigen Abdruck von Schuppen. Dieser Stein war einmal lebendig vor vielleicht 100000000 Jahren schwamm dieses Tier durch ein Meer, das dort existierte, wo heute Wüste oder Gebirge ist. Es atmete, jagte, Floh, schlief.

0:59 Und dann starb es, sank zu Boden und über Jahrmillionen wurde sein Körper langsam, Schicht für Schicht von Sediment bedeckt. Mineralien drangen in die Hohlräume ein, ersetzten organisches Material durch Stein. Was zurückblieb, ist ein Negativ des Lebens, ein Echo einer Existenz und gleichzeitig ein wissenschaftliches Dokument von unschätzbarem Wert. Die Paläontologie, die Wissenschaft von den Lebewesen der Vergangenheit.

1:27 Ist eine der ältesten naturwissenschaftlichen Disziplinen, aber sie erlebt gerade eine Revolution. Denn während die klassische Paläontologie vor allem Form und Struktur untersuchte, wie sahen die Knochen aus, wie war das Tier gebaut, wie bewegte es sich, können Forschende heute tief in das Innere von Fossilien blicken und dort Dinge finden, die noch vor einer Generation als völlig unmöglich galten.

1:55 Reste von organischen Molekülen, Spuren von Pigmenten, fossilisierte Zellen, sogar Fragmente von Erbmaterial. Die Grenze zwischen dem lebendigen und dem Versteinertem ist, so stellt sich heraus, weit durchlässiger als gedacht. Beginnen wir mit der Frage, die wohl jede Person, die je ein Dinosaurier Skelett im Museum gesehen hat, irgendwann gestellt hat. Welche Farbe hatten Dinosaurier eigentlich lange, war die Antwort simpel.

2:25 Wir wissen es nicht. Die Skelettknochen sagen darüber gar nichts aus und Haut fossilisiert nur in Ausnahmefällen. Also malten Illustratorinnen und Illustratoren Dinosaurier Grün, Braun oder grau, weil das Reptilienähnlich aussah und weil man es schlicht nicht besser wusste. Dann änderte sich alles im Jahr 2010 veröffentlichte ein Forschungsteam um Jakob Winter von der Universität Bristol eine bahnbrechende Studie.

2:56 Sie untersuchten die fossilisierten Federn des kleinen vogelartigen Dinosauriers Anchionis Huxley aus der Jurazeit, der vor etwa 160000000 Jahren in China lebte. Unter dem Elektronenmikroskop fanden sie in diesen Federn winzige ovale Strukturen, die gleichen Strukturen, die auch in modernen Vogelfedern für die Färbung verantwortlich sind, melanosome. Das sind kleine Organellen innerhalb von Zellen, die das Pigment Melanin enthalten und da verschiedene Formen von Melanosomen verschiedene Farben erzeugen. Längliche Eumelanosome für schwarze und dunkelbraune Töne runde Phäomelanosome für Rötlichbraune und gelbliche Töne konnten die Forschenden tatsächlich rekonstruieren, welche Farben Anchionis hatte

3:48 das Ergebnis? Ein auffällig gemustertes Tier mit einem schwarzweißen Körper, roten Flecken auf dem Kopf und weißen Flügelfedern mit schwarzen Spitzen. Kein Grau, kein Braun, ein Tier so bunt wie mancher heutige Specht. Seitdem wurden Dutzende von gefiederten Dinosauriern auf ihre Farbinformation hin untersucht, der berühmte Mikroraptor, ein kleiner, Vierfüßig gleitender Dinosaurier aus der Kreidezeit, hatte schwarzes, irisierendes Gefieder.

4:19 Ähnlich wie ein heutiger Rabe, der in bestimmten Lichtwinkeln blaugrün schillert. Kai Hong Yuji, zu Deutsch etwa regenbogengekrönter Riese, hatte rund um den Kopf schillernde Federn in Blau und Grün hervorgerufen, nicht durch Pigmente, sondern durch die Nanostruktur der Federbabeln, die Licht auf die gleiche Weise brachen wie beim modernen Kolibris. Dies ist ein besonders faszinierender Fund, denn er zeigt, dass nicht nur pigmentbasierte. Sondern auch strukturelle Farbgebung. Bereits bei Nichtvögeln existierte und dass Farbe in der Evolution offenbar sehr früh eine Rolle spielte, vermutlich für Kommunikation, Partnerwahl und Tarnung. Doch nicht nur Farben lassen sich aus Fossilien ablesen, die Frage nach den lauten wie

5:06 klangen Dinosaurier, wie kommunizierten sie, ist eine der faszinierendsten und zugleich schwierigsten der Paläontologie. Schall hinterlässt per Definition keine fossilen Spuren, aber die Strukturen, die Schall erzeugen, können es durchaus. Ein herausragendes Beispiel ist der Parasaurolophus, ein großer, pflanzenfressender Dinosaurier aus der späten Kreidezeit, der auf dem Kopf einen langen, hohlen Knochenkamm trug. Dieser Kamm war jahrzehntelang rätselhaft, wozu diente er Thermoregulation, Artkennung und. Dann rekonstruierten forschende 1997 mit Hilfe eines CT Scans die innere Struktur dieses Kamms. Ein verzweigtes System aus Hohlräumen und Röhren, das fast wie ein Blasinstrument aufgebaut

6:00 war. Computermodelle, die den Luftstrom durch diese Röhren simulierten, ergaben ein tiefes, sonores Brummen im Bereich von etwa 48 Hz. Ein Laut, der sich möglicherweise über Kilometer hätte ausbreiten können, ähnlich dem Ruf eines Elefanten oder eines Blauwals. Parasaurolophus kommunizierte möglicherweise durch seinen Kamm, er zeugte Signale für die Herde, warnte vor Raubtieren, lockte Partner an, auch die Stimmorgane selbst wurden inzwischen fossil nachgewiesen, im Jahr 2020 beschrieb ein Forschungsteam das älteste bekannte Fossil eines Syrings des Stimmorgans von Vögeln.

6:40 In einem antarktischen Vogel namens Vegavis iai aus der späten Kreidezeit, der vor etwa 69000000 Jahren lebte. Die Syrinx ist ein spezialisiertes Organ am Übergang von Luftröhre und Bronchien, das durch Schwingung von häutchen Töne erzeugt. Dieses Fossil zeigte erstmals direkt, dass bereits Vögel aus der Zeit der Dinosaurier tatsächlich vokalisieren konnten.

7:07 Und nicht nur Zischten oder Fauchten wie Reptilien, da Dinosaurier keine Syrenix besaßen, gehen Forschende heute eher davon aus, dass nicht aviere Dinosaurier geschlossen mäulig Vokalisiert haben könnten, ähnlich wie heutige Krokodile, die tiefe Brummtöne erzeugen, indem sie Luft durch Gewebe pressen, ohne den Mund zu öffnen.

7:30 Das Verhalten von längst ausgestorbenen Tieren zu rekonstruieren. Klingt noch verwegener als ihre Farbe zu bestimmen. Und doch, Fossilien können erstaunlich viel über das Verhalten verraten, wenn man die richtigen Fragen stellt und die richtigen Methoden anwendet. Fußspuren sind dabei eine der wertvollsten Quellen überhaupt, sie zeigen nicht das Tier selbst, sondern seine Bewegung und damit einen Moment des gelebten Lebens in der Palaxy River Formation in Texas ist. Wurde eine Spurenspur entdeckt, die möglicherweise zeigt, wie ein großer Sauropode ein langhalsiger Pflanzenfresser von einem Teropoden, einem großen zweibeinigen Fleischfresser, über eine längere Strecke verfolgt wird. Die Spuren liegen in enger

8:16 räumlicher Beziehung zueinander, verlaufen parallel und an einem Punkt scheinen sich die Schrittmuster zu verändern, als hätte das größere Tier seinen Gang beschleunigt, kein Schild, keine Inschrift, nur Stein. Und darin eingefroren ein Jagdmoment vor etwa 110000000 Jahren. Nestfunde geben Einblick in das Brutverhalten Maya Saura, zu deutsch die gute Mutter exe, wurde 1979 in Montana von der Paläontologin Marion Brandvold und dann ausführlich von Jack Horner und Robert Makela beschrieben, zusammen mit ganzen Nistkolonien aus der späten Kreidezeit.

8:57 Die Nester waren schalenförmige Vertiefungen im Boden, gefüllt mit Eiern und entscheidend mit Jungtieren, deren Knochen abgenutzte Gelenke zeigten, was bedeutete, dass sie sich noch im Nest bewegten. Die Zähne der Jungtiere waren abgenutzt, was auf Fütterung hinwies, Mayasaura pflegte offenbar seine Jungen über einen längeren Zeitraum im Nest.

9:21 Ein Verhalten, das vorher für Dinosaurier undenkbar schien. Und die Sichtweise auf diese Tiere dauerhaft veränderte. Die Frage nach dem Sozialverhalten lebten Dinosaurier allein oder in Gruppen, lässt sich ebenfalls zumindest teilweise aus Fossilien ableiten. Massengräber, sogenannte Bonebets, in denen Hunderte von Individuen derselben Art übereinander liegen, deuten auf Herdenverhalten hin. Solche Bonebets wurden für Triceratops, für Parryrinosaurus und für verschiedene Hatrosauriden beschrieben. Für Raptoren, jene kleinen bis mittelgroßen Theropoden, die durch Kinofilme berühmt wurden, ist das Bild komplizierter. In der Mongolie wurden Fossilien von velociraptor Individuen in räumlicher Nähe zueinander

10:08 gefunden, was manche Forschende als Hinweis auf Rudelverhalten interpretieren, andere sehen darin aber lediglich zufällige Anhäufungen durch Überschwemmungen oder andere geologische Prozesse. Besonders aufregend ist die Forschung zu Fossilisiertem, weichgewebe und organischen Molekülen. Seit der bahnbrechenden Entdeckung von Mary Schweizer, einer Paläontologin der North Carolina State University. Die 2005 berichtete in einem T.

10:37 Rex Oberschenkelknochen, Biegsames Weichgewebe und möglicherweise Reste von Kollagenproteinen gefunden zu haben, ist die Frage nach der Erhaltung von Biomolekülen in Fossilien. Zu einem der heißesten Themen der Paläontologie geworden. Schweizers Befunde wurden zunächst skeptisch aufgenommen, waren die Proben möglicherweise kontaminiert, konnte organisches Material wirklich über 68000000 Jahre erhalten bleiben, nach Jahren intensiver Debatte und unabhängiger Bestätigungen durch andere Labore gilt heute als weitgehend akzeptiert. Dass zumindest Reste von Strukturproteinen wie Kollagen unter bestimmten Umständen tatsächlich über geologische Zeiträume erhalten bleiben können, wenn der Knochen schnell begraben wurde, trocken lagerte

11:27 und von Mineralien durchdrungen wurde, die die Proteinstruktur stabilisierten. Das bedeutet nicht, dass man wie im Film Jurassic Park aus solchen Überresten d NS extrahieren und ein Dinosaurier klonen könnte. Die Halbwertszeit von DNA beträgt selbst unter optimalen Bedingungen maximal einige Millionen Jahre.

11:51 Die älteste bisher erfolgreich sequenzierte DNA stammt aus einem Pferdeverfahren, der vor rund 700000 Jahren lebte und in Permafrost eingefroren war, für Dinosaurier DNA, die Jahrzehntmillionen alt wäre, gibt es keine realistische Perspektive. Die chemischen Bindungen in DNA Strängen zerbrechen schlicht zu schnell, was jedoch erhalten bleibt, sind kleinere, robustere Moleküle, bestimmte Proteine, Lipide, in Ausnahmefällen Aminosäuren, und diese können erstaunlich viel verraten, etwa über Stoffwechsel, Wachstumsraten und sogar Körpertemperatur.

12:33 Ein weiteres Kapitel der modernen Paläontologie betrifft die Farbkommunikation und sexuelle Selektion. Die Frage, warum Tiere überhaupt auffällige Farben entwickeln, ist eine evolutionsbiologische Grundfrage, bei modernen Vögeln ist klar, Gefiederfarben dienen der Partnerwahl, der Artkennung und manchmal der Warnung vor Giftigkeit, lassen sich diese Funktionen auch für ausgestorbene Tiere nachweisen.

13:02 In einer 2016 erschienenen Studie untersuchte ein Team die Farbmuster von Sinosau Opterix, einem kleinen Compsognatiden aus China, der vor etwa 130000000 Jahren lebte. Sie fanden ein kontrastreiches Muster aus dunklen und hellen Streifen, ähnlich dem eines Waschbären, und schlossen aus der Verteilung dieser Muster, dass sie möglicherweise zur visuellen Kommunikation oder Tarnung in offenem Gelände dienten. Besonders bemerkenswert ist der Befund zu Borea Lopelta Marc Mitchelly, einem Ankylosauer aus Kanada, der vor etwa 110000000 Jahren lebte und so außergewöhnlich gut erhalten ist, dass seine Körperumrisse, Hautstacheln und sogar Pigmentreste vollständig vorhanden sind. Die Analyse ergab eine

13:52 Rötlichbraune Rückenfärbung und eine hellere Bauchseite, eine sogenannte Gegenschattierung, bei der das Tier von oben. Dunkler erscheint als von unten dieses Muster tritt bei modernen Tieren typischerweise als Tarnfarbe in sonnendurchfluteten Umgebungen auf, weil es die dreidimensionale Körperform optisch abflacht. Das faszinierende Borealo Pelta war gepanzert wie ein mittelalterlicher Ritter, dass es trotzdem eine ausgefeilte Tarnung besaß, legt nahe.

14:25 Dass die Raubtiere seiner Zeit so gefährlich waren, dass selbst ein Panzerträger gut daran tat, nicht gesehen zu werden. Die Isotopenanalyse ist ein weiteres mächtiges Werkzeug, das Paläontologinnen und Paläontologen in den vergangenen Jahrzehnten verfeinert haben, Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Strontium kommen in der Natur in verschiedenen stabilen Varianten vor, sogenannten Isotopen.

14:53 Das Verhältnis dieser Isotope zueinander, eingefroren in Knochen und Zähnen, verrät erstaunliche Dinge. Die Körpertemperatur eines Tieres zum Zeitpunkt des Lebens, die klimatischen Bedingungen seines Lebensraumes und besonders faszinierend seine Migrationsrouten. Denn das Strontium Isotopen Verhältnis im Trinkwasser variiert je nach Geologie des Bodens regional.

15:20 Zähne wachsen in der Kindheit und speichern das Strontiumverhältnis des Wassers jener Zeit dauerhaft. Ein Knochen hingegen werden ständig umgebaut und spiegeln die letzten Lebensjahre wider. Vergleicht man die Isotopenwerte von Zähnen und Knochen desselben Individuums, lässt sich rekonstruieren, ob das Tier zwischen seinem Geburtsort und seinem Sterbeort gewandert ist. Auf diese Weise wurde belegt, dass bestimmte große saure poden saisonale Wanderung über Hunderte von Kilometern unternommen haben könnten.

15:56 Für Triceratops hingegen deuten Isotopendaten eher auf ein sesshaftes Leben hin, und beim Titanosaurier Tapuyasaurus aus Brasilien konnte gezeigt werden, dass Individuen aus verschiedenen Regionen möglicherweise zu gemeinsamen Nistplätzen zusammenkamen. Ein Hinweis auf soziales Verhalten, der ausschließlich durch geochemische Analyse sichtbar wurde und durch keine klassische morphologische Untersuchung je hätte gewonnen werden können.

16:26 Auch die Analyse von Zahnstein, dem fossilisierten Belag auf Dinosaurierzähnen, hat in jüngster Zeit spektakuläre Resultate geliefert, in diesem Zahnstein eingeschlossen, finden sich pflanzliche mikrofossilien, Pollen. Phytolite und manchmal sogar Reste von Bakterien bei einigen Hadrosauriden den entenschnabel Dinosauriern konnte so der tatsächlich konsumierte Speiseplan rekonstruiert werden.

16:55 Nicht nur grob als Pflanzenfressend, sondern mit konkreten Angaben, welche Farne, Koniferen oder Blütenpflanzen auf dem Speiseplan standen. Beim Studium eines Tyrannosauriden Zahnsteins wurden Hinweise auf das Verzehren von Knochen gefunden, die. Was die bereits durch Bissspuren an Knochen bekannte Hypercanivori, also das vollständige Verzehren von Beute inklusive Knochen, direkt am Zahn des Jägers, bestätigte die Analyse von Wachstumsringen in Dinosaurierknochen, ähnlich den Jahresringen eines Baumes, hat ergeben, dass viele große Dinosaurier außergewöhnlich schnell wuchsen.

17:34 Ein junger T. Rex legte in seiner Teenagerphase zwischen dem 12 und 18 Lebensjahr. Bis zu 2 Kilogramm pro Tag zu, das entspricht einem Wachstumstempo, das eher an heutige Warmblüter als an Reptilien erinnert. Zusammen mit anderen Hinweisen der Struktur von Knochen, Isotopischen, Analysen, der Verteilung von Blutgefäßen im Knochen hat sich in den letzten 2 Jahrzehnten die Überzeugung durchgesetzt, dass die meisten Dinosaurier zumindest teilweise oder vollständig warmblütig waren, also ihren Stoffwechsel intern regulierten.

18:09 Ähnlich wie heutige Vögel und Säugetiere. Und damit schließt sich ein Kreis, denn Vögel sind Dinosaurier, keine Metapher, keine Analogie. Vögel sind die direkten Nachfahren teropoda Dinosaurier, und diese Erkenntnis hat die Paläontologie und die Biologie gleichermaßen verändert. Der Urvogel akeopterix 1861 erstmals beschrieben, war lange das Bindeglied zwischen Reptil und Vogel, der. Heute wissen wir, dass die Entwicklung von Dinosauriern zu Vögeln kein plötzlicher Sprung war, sondern ein gradueller Prozess über Millionen von Jahren mit Federn, die zunächst der Wärmeregulierung oder dem Schmuck dienten, mit Flügeln, die schrittweise für den Flug optimiert wurden und mit Verhaltensweisen, die sich

18:59 langsam von denen der Teropoden entfernten. Der Kolostirex, der flinke Velociraptor. Der Langhalsige Brachiosaurus sie alle sind nicht verschwunden, sie leben weiter in anderer Form, in jedem Spatz, jeder Amsel, jeder Möwe, die du heute siehst. Das Fossil in deiner Hand und der Vogel vor deinem Fenster, sie sind durch eine ununterbrochene Linie des Lebens miteinander verbunden, die nie abgerissen ist.

19:28 Diese Linie des Lebens ist zerbrechlich, das zeigt uns die Erdgeschichte mit erschreckender Deutlichkeit. 5 große Massenaussterbeereignisse haben in den letzten 500000000 Jahren je zwischen 50 und über 90% aller Arten ausgelöscht. Das Ende kreidemassenaussterben vor 66000000 Jahren ausgelöst durch einen Asteroideneinschlag, kombiniert mit massivem Vulkanismus, beendete die Herrschaft der nicht avieren Dinosaurier innerhalb geologisch kürzester Zeit.

20:05 Was bis dahin 165000000 Jahre gedauert hatte, war in wenigen 1000 Jahren vorbei. Diese Erde hat sich stets verändert und sich stets erholt, aber die Geschwindigkeit, mit der heute Arten verschwinden, übertrifft nach Einschätzung vieler Biologinnen und Biologen die Hintergrundaussterberate um das 100 bis tausendfache. Wir stehen, so die ernüchternde wissenschaftliche Einschätzung, möglicherweise am Beginn eines sechsten Massenaussterbens. Und anders als bei den 5 vorangegangenen hat dieses eine Ursache, die identifizierbar benennbar und prinzipiell steuerbar ist.

20:46 Menschliches Handeln die Fossilien, die wir aus dem Stein holen, sind keine toten Relikte, sie sind Botschaften, sie erzählen uns von einer Erde, die lebendig war. Die sich verändert hat, die immer wieder neu begonnen hat. Und vielleicht ist die wichtigste Botschaft, die sie tragen, diese, was einmal verloren ist, kehrt nicht zurück, kein Fossil, wie vollständig auch immer, kann das ersetzen, was lebt diese Erde mit ihren Wäldern, ihren Ozeanen, ihren Arten ist das Kostbarste, das wir kennen.

21:20 Sie zu schützen ist die drängendste Aufgabe unserer Zeit bis zur nächsten Wissensreise durch die Uhrzeit. Bleib neugierig.