Was sind Alvarezsauren und warum geben sie Wissenschaftlern Rätsel auf?

Die seltsamsten Dinosaurier, von denen Sie noch nie gehört haben

Unter den Hunderten von Dinosauriergruppen, die während des Mesozoikums die Erde bevölkerten, sind nur wenige so rätselhaft wie die Alvarezsauren. Diese kleinen, vogelähnlichen Kreaturen hatten winzige Zähne, extrem kurze Vorderbeine und – am bizarrsten – eine einzelne, übergroße Daumenkralle, wo andere Theropoden mehrfingrige Hände hatten. Jahrzehntelang blieb ihre Evolutionsgeschichte im Dunkeln, da die meisten gut erhaltenen Fossilien aus Asien stammten, so dass Wissenschaftler darüber rätselten, wie diese Gruppe entstanden ist und sich über die Welt verbreitet hat.

Dieses Bild wird nun klarer. Ein fast vollständiges Skelett, das in Patagonien, Argentinien, ausgegraben wurde, liefert Forschern das, was ein Wissenschaftler als "paläontologischer Rosetta-Stein" bezeichnete – ein Referenzexemplar, das es endlich ermöglicht, fragmentarische Funde aus der ganzen Welt richtig zu interpretieren.

Anatomie eines bizarren Dinosauriers

Alvarezsauren gehören zur größeren Gruppe der Theropoden-Dinosaurier – derselben Abstammungslinie, zu der auch Tyrannosaurus rex und Velociraptor gehören und aus der letztendlich die modernen Vögel hervorgingen. Aber Alvarezsauren schlugen einen radikal anderen evolutionären Weg ein. Zu den wichtigsten Merkmalen, die sie definieren, gehören:

• Stark reduzierte Vorderbeine mit einer einzigen funktionsfähigen Zehe, die in einer großen, robusten Kralle endet
• Winzige, stiftartige Zähne, die eher zum Aufnehmen kleiner Beute als zum Zerreißen von Fleisch geeignet sind
• Ein kompakter, leicht gebauter Körper, der bei vielen Arten weniger als ein Kilogramm wog
• Lange, schlanke Hinterbeine, die darauf hindeuten, dass sie schnelle Läufer waren

Wissenschaftler haben lange vermutet, dass die übergroße Daumenkralle verwendet wurde, um Insektennester aufzubrechen – ähnlich wie ein moderner Ameisenbär – und den Alvarezsauren so Zugang zu Ameisen, Termiten und Maden zu verschaffen. Dies macht sie zu einem der wenigen nicht-avianischen Dinosaurier, von denen angenommen wird, dass sie sich auf den Insektenfang spezialisiert haben.

Der Fund in Patagonien: Ein fehlendes Kapitel aufgedeckt

Das Exemplar im Zentrum der jüngsten Forschung ist Alnashetri cerropoliciensis, das 2014 in La Buitrera, einer weltbekannten Fossilienfundstätte im Norden Patagoniens, entdeckt wurde. Die schnelle Bestattung unter einer Sanddüne konservierte das Skelett in außergewöhnlichem Zustand. Da die einzelnen Knochen extrem klein sind, verbrachten die Forscher fast ein Jahrzehnt damit, sie sorgfältig zu reinigen und vorzubereiten, bevor mit der Analyse begonnen werden konnte.

Das Ergebnis war das Warten wert. Die Knochenanalyse bestätigte, dass das Tier ein ausgewachsenes adultes Tier war – mindestens vier Jahre alt – und dennoch weniger als zwei Pfund (etwa 900 Gramm) wog, was es zu einem der kleinsten nicht-avianischen Dinosaurier macht, die jemals in Südamerika entdeckt wurden. Die Studie unter der Leitung des Paläontologen Peter Makovicky von der University of Minnesota und des argentinischen Paläontologen Sebastián Apesteguía wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Klein vor spezialisiert: Eine überraschende Evolutionssequenz

Die vielleicht wichtigste Erkenntnis aus Alnashetri ist, was sie über die Reihenfolge enthüllt, in der Alvarezsauren ihre charakteristischen Merkmale erwarben. Frühere Annahmen gingen davon aus, dass die Gruppe zuerst ihre seltsame Vorderbeinanatomie entwickelte und dann an Körpergröße schrumpfte. Das patagonische Fossil erzählt eine andere Geschichte.

Im Gegensatz zu späteren Alvarezsauren mit ihren stummeligen, einkralligen Armen hatte Alnashetri noch vergleichsweise längere Arme und größere Zähne. Dennoch war er bereits extrem klein. Dies deutet darauf hin, dass die Miniaturisierung zuerst kam – Alvarezsauren wurden winzig, bevor sich ihre Körper um den Insektenfang herum neu organisierten. Eine extreme Größenreduktion scheint eine Vorbedingung für die anatomischen Spezialisierungen gewesen zu sein, die folgten, und nicht eine Folge davon.

Diese Art der evolutionären Sequenzierung ist wichtig, weil sie verändert, wie Wissenschaftler die Selektionsdrücke modellieren, die die Gruppe geformt haben. Die Reduktion der Körpergröße könnte neue ökologische Nischen eröffnet haben – kleine Insekten, enge Höhlen, dichtes Unterholz – die dann weitere anatomische Veränderungen vorantrieben.

Ein globales Rätsel, gelöst durch Kontinentaldrift

Ein weiteres langjähriges Rätsel war, wie Alvarezsauren auf mehreren Kontinenten landeten. Da gut erhaltene Fossilien in Asien konzentriert sind, fragten sich einige Forscher, ob die Gruppe dort entstanden ist und irgendwie riesige ozeanische Barrieren überquert hat. Das südamerikanische Alnashetri-Fossil, das auf 90 Millionen Jahre datiert wird, deutet auf eine einfachere Erklärung hin: Alvarezsauren entstanden, als der Superkontinent Pangäa noch die Landmassen der Welt verband, so dass sich ihre Vorfahren über Land ausbreiten konnten, bevor die Kontinente auseinanderdrifteten.

Dies verlegt den Ursprung der Gruppe deutlich früher als bisher geschätzt und rahmt ihre globale Verbreitung als ein Produkt der Plattentektonik und nicht als unwahrscheinliche Ozeanüberquerungen ein.

Warum Alvarezsauren über die Paläontologie hinaus von Bedeutung sind

Das Verständnis, wie sich Alvarezsauren entwickelt haben, beleuchtet umfassendere Fragen darüber, wie extreme Spezialisierung in der Natur entsteht. Ihre Geschichte – rasche Größenreduktion, gefolgt von radikaler anatomischer Umgestaltung – ähnelt Mustern, die in anderen Abstammungslinien zu sehen sind, von der Entwicklung der Wale aus Landsäugetieren bis zur Reduktion der Flügel bei flugunfähigen Vögeln. Jeder Fall deutet darauf hin, dass die Körpergröße oft die erste Variable ist, die sich ändert, wenn eine Abstammungslinie in eine neue ökologische Nische eintritt, wobei strukturelle Spezialisierungen später folgen.

Alvarezsauren sitzen auch nahe an der Dinosaurier-Vogel-Grenze, was sie für das Verständnis der frühen Evolution der Vögel selbst relevant macht. Die Untersuchung dieser seltsamen, winzigen Insektenjäger hilft Wissenschaftlern, einen der dramatischsten evolutionären Übergänge in der Geschichte des Lebens auf der Erde zusammenzusetzen.