Lilienthals Vorflieger

Ein Federkleid alleine reicht nicht zum Fliegen

Von Diemut Klärner
Aktualisiert am 31.10.2020
 - 20:10
Andenkondore sind die schwersten Greifvögel der Erde und Meister des Gleitflugs.Ihre Flügelspanne kann über drei Meter betragen.zur Bildergalerie
Leichtgewichte beherrschen die Kunst des Fliegens am besten. Doch unter Vögeln und schon bei Dinosauriern finden sich auch Schwergewichte mit Spezial-Flugtechniken, wie viele Beispiele zeigen.

Giganten wie Tyrannosaurus Rex sind am Ende der Kreidezeit ebenso ausgestorben wie alle anderen Saurier – die Vögel ausgenommen. Mit Flügeln aus Federn ausgestattet, überlebten einige Vertreter aus dem Spross des Dinosaurier-Stammbaums das große Artensterben vor 66 Millionen Jahren. Wie reichhaltig die Vogelfauna schon vor mehr als 100 Millionen Jahren war, zeigen Fossilfunde, die seit den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts im Nordosten von China ausgegraben werden. Dort bergen Gesteinsschichten der Jiufotang-Formation auch vogelähnliche Dinosaurier, deren Vorder- und teils auch Hinterbeine vermutlich als Tragflächen dienten. Ähnlich wie Vögel setzten die Reptilien dafür Federn ein, die mit steifer, asymmetrischer Fahne als Schwungfedern taugten.

Zwei Spezies waren offenkundig sogar in der Lage, mit Muskelkraft die Schwerkraft zu überwinden. Zu dieser Einschätzung kommt nun eine internationale Gruppe von Paläontologen um Rui Pei von der Chinese Academy of Sciences in Peking und Michael Pittman von der University of Hong Kong. Die Forscher haben mit ihren Erkenntnissen nicht nur den Stammbaum der Vogelverwandtschaft auf den neuesten Stand bringen können. Anhand der flugtechnischen Werte, die von heute lebenden Vögeln bekannt sind, ermittelten sie auch die Hubkraft, die die gefiederten Vertreter aus dem Erdmittelalter erzeugen konnten. Zudem berechneten sie die Tragflächenbelastung der fossilen Flügel.

Als vielversprechende Kandidaten für die Eroberung des Luftraums erwiesen sich Vertreter der Dromaeosauriden. Zu dieser Gruppe von aufrecht gehenden Dinosauriern zählt auch Velociraptor, der in dem Kinofilm „Jurassic Park“ als kaltblütiger Killer unterwegs ist. Tatsächlich war er jedoch eine Nummer kleiner und mit einem Federkleid ausgestattet. Bei fünf noch zierlicheren Dromaeosauriden hätte die Tragflächenbelastung der Flügel zum Fliegen ausgereicht, so die Forscher um Pei. Zwei davon – nur entfernt miteinander verwandt – dürften außerdem genügend Hubkraft produziert haben, um zumindest kurzzeitig durch die Luft flattern zu können.

Flügelschlagend die Felswand empor

Mindestens zweimal hat sich anscheinend auch außerhalb des Vogelstammbaums die Fähigkeit, zu fliegen, entwickelt. Ob die Evolution auch bei den Vögeln erfindungsreicher war als bisher angenommen, bleibt eine offene Frage. An der Basis des Vogelstammbaums entspringt nämlich ein uralter Zweig, dessen Vertreter noch urtümlicher daherkommen als der berühmte „Urvogel“ Archaeopteryx aus den Solnhofener Plattenkalken. Sie könnten ihre Flugfähigkeit eigenständig erworben haben, unabhängig von all den anderen Vögeln.

Wer plötzlich auf- und davonfliegt, kann Angreifern entwischen. Doch wozu taugen Flügel, die offensichtlich viel zu klein sind, um damit fliegend zu flüchten? Gefiederte Dinosaurier, die sich mit solchen Flügelchen begnügten, waren womöglich in felsigem Terrain unterwegs. Dass dort heutzutage auch Miniaturformate gute Dienste leisten, hat Kenneth Dial von der University of Montana in Missoula bei jungen Chukarhühnern beobachtet. Wie das europäische Steinhuhn lebt dieser Hühnervogel an steinigen Berghängen. Die Küken sind schon bald nach dem Schlüpfen gut zu Fuß. Doch mit wachsenden Flügeln kommen sie mit steilen Anstiegen immer besser zurecht: Im Alter von vier Tage erklimmen sie flügelschlagend Steigungen von 60 Grad, im Alter von zwanzig Tagen sogar senkrechte Felswände, wie Dial beobachtet hat.

Zuweilen laufen auch erwachsene Chukarhühner flügelschlagend an Felsen hinauf. Der Grund: Eine steile Stelle im Flug zu überwinden wäre kräftezehrender, als Schritt für Schritt hinaufzuklettern, so der Forscher. Dass gefiederte Bergsteiger beim Klettern ihre Flügel zu Hilfe nehmen, ist für Evolutionsbiologen äußerst aufschlussreich. Wie die Küken des Chukarhuhns bezeugen, werden junge Vögel durch überproportional wachsende Flügel merklich geländegängiger. Dass auf ähnliche Weise im Laufe von Jahrmillionen auch gefiederte Dinosaurier allmählich fliegen lernten, scheint plausibel.

Schwergewichtige Meister des Gleitflugs

Die ersten Flugversuche dürften jedoch im Gleitflug bergab geführt haben, denn dafür ist am wenigsten Muskelkraft nötig. Kein Wunder, dass große, schwere Vögel, für die jeder Flügelschlag ein Kraftakt ist, gern aufsteigende Luft nutzen, um weite Strecken im Gleitflug zurückzulegen. Der massigste flugfähige Vogel ist heutzutage der bis zu 15 Kilogramm schwere Andenkondor (Vultur gryphus). Dass er ohne einen Flügelschlag fünf Stunden in der Luft bleiben und dabei rund 170 Kilometer fliegen kann, haben Biologen um Hannah Jane Williams vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Radolfzell und Sergio A. Lambertucci von der Universidad Nacional del Comahue in Argentinien beobachtet. Die Forscher hatten Jungvögel mit Sensoren ausgestattet, die nicht nur die Flugbahn erfassten, sondern auch jeden Flügelschlag, jede Drehung und Beschleunigung registrierten.

Wie Williams und ihre Kollegen in den „Proceedings“ der amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften berichten, verbrachten die unter Beobachtung stehenden Kondore den größten Teil des Tages mit Langstreckenflügen auf der Suche nach verendeten Tieren. Wobei sie sich wohlweislich auf intensiv beweidete Steppengebiete konzentrierten.

Um sich in die Höhe tragen zu lassen, nutzt der Andenkondor Aufwinde an Berghängen und aufsteigende Warmluft. Zwischen solchen Gelegenheiten zum Höhenflug schaltet der Kondor Flugphasen, in denen er allmählich abwärts gleitet. Wobei er möglichst vermeidet, ungewollt auf dem Boden zu landen. Notfalls verlängert er seinen Flug mit kräftigen Flügelschlägen. Denn eine Notlandung geht nicht nur mit der Gefahr einher, selbst zur Beute zu werden; der abermalige Abflug kostet auch viel Energie: Obwohl der gewichtige Vogel nur wenige Minuten braucht, um durchzustarten, muss er dafür annähernd so viel Stoffwechselenergie investieren wie für eine Stunde im Gleitflug. Wie es ihm gelingt, aufsteigende Luftmassen von weitem zu erkennen und gezielt anzusteuern, ist noch ungeklärt. Womöglich orientiert sich der Andenkondor an Vögeln, die bereits emsig in der Thermik kreisen.

Quelle: F.A.Z.
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