Gefiederter Dinosaurier aus China stützt unterschiedliche Evolutionswege zum Flug

Ein 57 Zentimeter langes Fossil mit einer anderen Fluggeschichte

Ein gefiederter Dinosaurier aus der Jiufotang-Formation im Nordosten Chinas liefert neue Hinweise darauf, dass Vögel und einige ihrer nächsten dinosaurischen Verwandten die mit dem Fliegen verbundenen anatomischen Merkmale in unterschiedlicher evolutionärer Reihenfolge entwickelten. Das Exemplar mit dem Namen Norellraptor barsboldi ist 57 Zentimeter lang und umfasst ein vollständiges Skelett mit einigen Federabdrücken.

Die aufschlussreichsten Ergebnisse ergeben sich aus Vergleichen innerhalb des Stammbaums der Dinosaurier. Die Forschenden rekonstruierten 194 anatomische Veränderungen entlang des Zweigs der Microraptorinen, zu denen Norellraptor gehört. 57 davon traten auch in der Entwicklungslinie auf, die zu den Vögeln führte. Das entspricht etwa 29,4 Prozent und wird in Beschreibungen der Ergebnisse auf 30 Prozent gerundet. Ähnliche Merkmale entwickelten sich in den beiden Gruppen jedoch in unterschiedlicher Reihenfolge.

Bei den Microraptorinen verkürzten sich zunächst die Fingerknochen. Später folgten Veränderungen wie die Verwachsung von Handwurzel- und Mittelhandknochen sowie eine Verlängerung des Brustbeins. In der Entwicklungslinie der Vögel verlief die Abfolge umgekehrt. Die Forschenden argumentieren, dass dieser Unterschied für eine unabhängige Entwicklung der Flug-Anatomie spricht und nicht dafür, dass beide Gruppen denselben Apparat oder ein identisches Entwicklungsmuster geerbt haben.

Xuri Wang und Mitautorinnen und Mitautoren beschreiben das Fossil und ihre Analyse in einer am 29. September 2026 veröffentlichten Studie in Nature Communications. An der Forschung waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Chinesischen Akademie für Geowissenschaften und der Hebei Geo University sowie internationale Kolleginnen und Kollegen beteiligt, darunter Forschende aus Italien und der Slowakei.

Die Schlussfolgerung betrifft die Entwicklung von Merkmalen, die mit Fortbewegung in der Luft verbunden sind, bei verwandten Gruppen. Sie belegt nicht, dass dieses Tier selbst über längere Zeit aktiv fliegen konnte. Diese Unterscheidung trennt die im Knochenmaterial erhaltenen Belege von der weiter gefassten evolutionären Deutung.

Vom Fund eines Bauern zur neuen Art

Ein örtlicher Bauer entdeckte das Fossil im Kreis Jianchang in der Provinz Liaoning und schenkte es 2023 dem Museum der Hebei Geo University. Die Studie verortet den Fundort genauer in der Gemeinde Lamadong im Westen Liaonings und ordnet das Fossil der Unterkreide-Formation Jiufotang zu.

Die Gesteinsschichten werden auf ein Alter von etwa 120 Millionen Jahren datiert. Das ist genauer als die grobe Einordnung in die Unterkreide vor rund 145 bis 100 Millionen Jahren, die in manchen Beschreibungen des Fundes verwendet wird. Diese breite Zeitspanne bezeichnet die geologische Epoche und nicht die präzise Altersbestimmung des einzelnen Fossils.

Das Exemplar trägt die Katalognummer 130108-MHGU-F4281 und dient als Holotypus, also als Referenzexemplar, anhand dessen die neu benannte Art definiert wird. Während manche Beschreibungen das Skelett als nahezu vollständig bezeichnen, beschreibt die wissenschaftliche Arbeit es als vollständig; lediglich die Knochen im Bereich der Gliedmaßengürtel sind mäßig verschoben.

Die bekannte Abfolge erstreckt sich über geologische Zeiträume und die jüngere Forschung:

• Unterkreide: Das Tier lebte im heutigen Westen Liaonings; seine Überreste wurden in der Jiufotang-Formation erhalten.
• 2023: Das Fossil wurde dem Museum der Hebei Geo University geschenkt.
• 29. September 2026: Die Studie über Norellraptor barsboldi und seine evolutionäre Bedeutung erschien in Nature Communications.

Warum Norellraptor eine eigenständige Art ist

Der Name ehrt zwei Paläontologen, deren Arbeit dazu beitrug, die enge Verwandtschaft zwischen Vögeln und Dinosauriern zu belegen. Norellraptor bezieht sich auf den US-amerikanischen Paläontologen Mark Allen Norell, während barsboldi den mongolischen Paläontologen Rinchen Barsbold würdigt. Die Arbeit bescheinigt beiden außergewöhnliche Verdienste um die Erforschung von Dinosauriern mit vogelähnlicher Anatomie.

Die Einordnung stützt sich auf eine charakteristische Kombination von Skelettmerkmalen und nicht allein auf das Gefieder. Dazu gehören eine ungewöhnlich große Öffnung im Bereich der Schnauze, ein leicht gekrümmter Schambeinknochen mit einem kleinen Fortsatz am unteren Ende sowie bestimmte Unterschiede an Zähnen, Handgelenk, Füßen und den Proportionen der Gliedmaßen.

Vergleiche unterscheiden Norellraptor von mehreren anderen Microraptorinen, darunter Microraptor, Changyuraptor, Wulong und Zhongjianosaurus. Im Vergleich mit Zhongjianosaurus stellt die Arbeit etwa einen relativ kürzeren Schwanz und ein kürzeres Brustbein sowie einen kürzeren und schlankeren Vorderlauf im Verhältnis zum Hinterlauf fest.

Was Microraptorinen über die Fortbewegung in der Luft verraten

Microraptorinen waren kleine Raubsaurier, die eng mit den Vögeln verwandt waren. Das Gewicht der Gruppe wird in Beschreibungen mit etwa einem Kilogramm angegeben; für das Norellraptor-Exemplar wurde jedoch keine Körpermasse gemessen. Hunderte Fossilien von Microraptorinen wurden gefunden und bieten Forschenden eine umfangreiche Grundlage für anatomische Vergleiche.

Bei einigen Vertretern sind lange Federn an Vorder- und Hintergliedmaßen erhalten. Das hat Forschende dazu veranlasst, zu untersuchen, ob sie gleiteten, aus eigener Kraft flogen oder unterschiedliche Formen der Fortbewegung in der Luft nutzten. Die Studie beschreibt Anpassungen an die Fortbewegung in der Luft bei mindestens einigen Vertretern der Gruppe, schreibt aber nicht allen Arten dieselben Fähigkeiten zu.

Microraptorinen und Vögel gehören beide zu den Paraves, der größeren Gruppe, die Vögel und ihre nächsten dinosaurischen Verwandten umfasst. Innerhalb dieser Gruppe zählen die Microraptorinen zu den Dromaeosauriden, während die Entwicklungslinie der Vögel als Avialae bezeichnet wird. Ihre enge Verwandtschaft macht Ähnlichkeiten aufschlussreich, wirft aber auch eine schwierige Frage auf: Welche Merkmale stammen von einem gemeinsamen Vorfahren, und welche entwickelten sich unabhängig?

Die außergewöhnlich gute Erhaltung hilft bei der Beantwortung dieser Frage. Andere Fossilien von Microraptorinen enthalten detailliert erhaltene Federn und sogar Reste von Mageninhalten. Norellraptor liefert ein besonders vollständiges Skelett und Hinweise aus dem Knochengewebe. So können Forschende sowohl seine Stellung in der Evolution als auch sein Wachstumsstadium untersuchen.

Ähnliche Merkmale, unterschiedliche Abfolgen

Beim Vergleich fanden sich 57 gemeinsame Merkmale unter 194 rekonstruierten anatomischen Veränderungen in der Entwicklungslinie der Microraptorinen. In Berichten über die Forschung werden als Beispiele Schwungfedern, hakenförmige Zehenknochen und ein Unterarmknochen genannt, der länger ist als der Oberarmknochen. Die wissenschaftliche Arbeit deutet die etwa 30-prozentige Überschneidung als unabhängig entstandene Ähnlichkeiten mit der Entwicklungslinie der Vögel.

Die Zahlen müssen sorgfältig eingeordnet werden. Sie beziehen sich auf anatomische Veränderungen, die entlang eines evolutionären Zweigs rekonstruiert wurden, und nicht auf 194 separate Nachweise für die Flugfähigkeit von Norellraptor. Auch misst der Anteil von 30 Prozent nicht, wie viel vom Flugapparat eines Vogels dieser Dinosaurier besaß.

Im Mittelpunkt stand die Reihenfolge, in der die Merkmale entstanden. Eine frühe Verkürzung der Finger und eine spätere Festigung von Handgelenk und Hand entsprechen einer anderen Abfolge als eine Verstärkung dieser Strukturen vor der Verkürzung der Finger. Die Forschenden fanden übereinstimmende Unterschiede zwischen den Entwicklungslinien der Microraptorinen und der Vögel bei der Reihenfolge der mit dem Fliegen verbundenen Merkmale.

Deshalb ist das Fossil über den Beitrag einer weiteren gefiederten Art zum Fossilbericht hinaus bedeutsam. Ähnliche Ergebnisse können unterschiedliche Evolutionsgeschichten verbergen. Indem das Team Norellraptor innerhalb der Microraptorinen einordnete, die sich später in der Entwicklung der Gruppe abspalteten, erhielt es einen weiteren Bezugspunkt für die Rekonstruktion dieser unterschiedlichen Verläufe.

Drei Erklärungen auf dem Prüfstand

Die Studie untersucht drei konkurrierende Erklärungen für die Ähnlichkeiten zwischen Microraptorinen und Vögeln. Eine besagt, dass ein früher gemeinsamer Vorfahr der Paraves bereits über eine rudimentäre Flugfähigkeit verfügte. Vögel und Microraptorinen hätten diese Fähigkeit dann geerbt und weiterentwickelt, während sie bei anderen Verwandten später verloren gegangen wäre.

Eine zweite Erklärung geht von unabhängigen Ursprüngen aus. Demnach führten ähnliche Anforderungen an die Fortbewegung in der Luft in getrennten Entwicklungslinien zu vergleichbaren Merkmalen. Eine solche unabhängige Entstehung ähnlicher Merkmale wird als Konvergenz bezeichnet. Eng verwandte Gruppen können konvergente Merkmale aufweisen und zugleich viele von einem gemeinsamen Vorfahren geerbte Eigenschaften teilen.

Die dritte Erklärung betrifft gemeinsame Entwicklungszwänge. Selbst wenn Anpassungen an die Fortbewegung in der Luft unabhängig entstanden, könnten vererbte Wachstumsmuster beide Entwicklungslinien wiederholt zu ähnlicher Anatomie geführt haben. Die Ähnlichkeit wäre dann teilweise eine Folge eines gemeinsamen Entwicklungsprozesses und nicht Ausdruck desselben ausgebildeten Flugapparats.

Die Forschenden prüften diese dritte Möglichkeit, indem sie untersuchten, ob sich die Abfolge der Entwicklung in beiden Zweigen wiederholte. Ihre Rekonstruktion zeigt, dass dies nicht der Fall war. Zusammen mit den Hinweisen aus dem Knochenwachstum spricht das Ergebnis für getrennte Evolutionswege, die von unterschiedlichen Selektionsdrücken geprägt wurden. Damit stellt es eine bestimmte Erklärung für die Ähnlichkeit infrage, ohne die gemeinsame Abstammung von Vögeln und Microraptorinen auszuschließen.

Knochenwachstum gibt Aufschluss über das Alter

Das Team untersuchte die Speiche, einen der Unterarmknochen, um das Alter des Tieres abzuschätzen. Ihr Gewebe enthielt zwei deutliche Wachstumsunterbrechungslinien, die entstehen, wenn sich das Knochenwachstum verlangsamt oder zum Stillstand kommt. Diese Linien dokumentieren Wachstumszyklen; die ältesten Teile dieses Nachweises können jedoch verloren gehen, wenn das Knocheninnere umgebaut wird.

Zwei erhaltene Linien und der Beginn einer weiteren Wachstumszone weisen auf mindestens zwei Jahre nach dem Schlüpfen hin. Die Forschenden hielten diese Schätzung für zu niedrig, weil die relativ dünne äußere Knochenschicht um einen großen Hohlraum darauf hindeutete, dass eine frühere Wachstumszone vollständig abgebaut worden war. Daher schätzten sie das Mindestalter auf drei Jahre.

Als das Tier starb, wuchs es noch. Gleichzeitig deuteten Verwachsungen an den Knochen des Unterschenkels und Fußes sowie die glatten Oberflächen der langen Knochen auf ein Stadium jenseits der frühen Jugend hin. Diese Beobachtungen zeigen, warum die Körpergröße allein kein verlässliches Maß für die Reife wäre.

Norellraptor liegt zwischen anderen Exemplaren, die in den Vergleich einbezogen wurden: Der Holotypus von Wulong bohaiensis und ein Exemplar von Sinornithosaurus waren noch nicht ausgewachsen und wurden auf ein Alter von unter zwei Jahren geschätzt, während der adulte Holotypus von Changyuraptor yangi mindestens fünf Jahre alt war. Dabei handelt es sich um Altersangaben für bestimmte Fossilien, nicht um feste Lebensspannen der jeweiligen Arten. Werden sie berücksichtigt, lassen sich Unterschiede im Reifegrad besser von evolutionären Unterschieden trennen.

Wie andere Forschende die Ergebnisse einordnen

Michael Pittman, Paläobiologe an der Chinesischen Universität Hongkong, wertete die Ergebnisse als weitere Hinweise auf eine getrennte Entstehung des Fliegens bei gefiederten Dinosauriern:

Die Studie liefert wichtige neue Belege, die die Hypothese weiter stützen, dass sich die Flugfähigkeit bei gefiederten Dinosauriern mehrfach entwickelte, darunter mindestens einmal bei den Microraptorinen und mindestens einmal bei den Vögeln.

Seine Einschätzung ordnet das Ergebnis in eine wachsende Debatte über mehrere Ursprünge ein, statt ein einzelnes Fossil als vollständige Klärung der Frage zu betrachten. Das ist wichtig, weil die Forschenden Evolutionsabfolgen aus Anatomie und Verwandtschaftsverhältnissen rekonstruieren und keine ausgestorbenen Tiere beim Fliegen beobachten können.

Neil Gostling, Entwicklungsbiologe mit Schwerpunkt Evolution an der University of Southampton, war davon beeindruckt, wie viele Veränderungen in der Entwicklungslinie der Microraptorinen nicht mit den Vögeln geteilt wurden. Über die Bandbreite der evolutionären Möglichkeiten, die diese Tiere erkundeten, sagte er, viele Arten hätten:

alle ihnen offenstehenden Wege erkundet

Seine Einschätzung lenkt den Blick sowohl auf die Unterschiede als auch auf die Ähnlichkeiten. Die 57 übereinstimmenden Merkmale ermöglichen einen Vergleich der Gruppen, während die übrigen Veränderungen und die abweichende Reihenfolge dafür sprechen, keinen der beiden Zweige als bloßen Ersatz für den anderen zu betrachten.

Was das Fossil noch nicht klärt

Norellraptor stärkt die Annahme, dass Microraptorinen Anpassungen an die Fortbewegung in der Luft unabhängig von den Vögeln entwickelten. Das Fossil zeigt nicht unmittelbar, wie sich dieses einzelne Tier in der Luft bewegte, welche Strecken es zurücklegen konnte oder ob es längere Zeit aktiv fliegen konnte. Das teilweise erhaltene Gefieder und das detaillierte Skelett lassen diese Fragen zur Flugfähigkeit von der evolutionären Analyse getrennt.

Auch die vermutete Rolle unterschiedlicher Selektionsdrücke bleibt eine Interpretation und ist keine Messung der genauen Umweltbedingungen, denen die einzelnen Entwicklungslinien ausgesetzt waren. Weitere Fossilien und Hinweise auf das Skelettwachstum sind nötig, um zu prüfen, wie weit sich das rekonstruierte Muster auf Dinosaurier anwenden lässt, die eng mit den Vögeln verwandt sind. Ein konkreter Termin für eine Folgestudie oder eine neue Fossilanalyse wurde nicht angekündigt.

Der wichtigste Beitrag liegt in der Verbindung verschiedener Belege: ein genau bestimmtes Fossil, eine Altersschätzung anhand des Knochengewebes und ein Vergleich der Reihenfolge, in der anatomische Veränderungen auftraten. Zusammengenommen zeigen sie, warum ähnliche Strukturen allein nicht belegen, dass zwei Gruppen sie durch denselben Evolutionsprozess entwickelten.

Die wichtigsten Punkte

• Norellraptor barsboldi ist ein gefiederter Dinosaurier, der durch ein 57 Zentimeter langes Skelett aus der Jiufotang-Formation im Westen Liaonings in China belegt ist.
• Ein örtlicher Bauer entdeckte das Fossil; 2023 wurde es der Hebei Geo University geschenkt.
• Die Studie erschien am 29. September 2026 in Nature Communications.
• Die Forschenden rekonstruierten 194 anatomische Veränderungen in der Entwicklungslinie der Microraptorinen; 57 davon, etwa 30 Prozent, traten auch in der Entwicklungslinie der Vögel auf.
• Mit dem Fliegen verbundene Merkmale entwickelten sich bei Microraptorinen und Vögeln in unterschiedlicher Reihenfolge. Das spricht für eine unabhängige evolutionäre Entwicklung.
• Das Knochengewebe deutet darauf hin, dass das Exemplar mindestens drei Jahre alt war und bei seinem Tod noch wuchs.
• Die Ergebnisse belegen nicht, wie gut Norellraptor selbst fliegen konnte.