Fußspuren in Marokko Langhals-Dinos beweglicher als gedacht

Lebendrekonstruktion des Fährtenerzeugers, eines frühen Sauropoden.
Lebendrekonstruktion des Fährtenerzeugers, eines frühen Sauropoden.

Bauarbeiter in Marokko dürften ganz schön gestaunt haben, als sie beim Bau einer neuen Straße ein Muster im Boden entdeckten. Tatsächlich handelte es sich um 20 bis 100 Millionen Jahre alte Fußspuren, die auch noch eine ganz neue Entdeckung für Paläontologen bereit hielten.

»Langhals-Dinosaurier« (Sauropoden) gehörten zu den erfolgreichsten Pflanzenfressern des Erdmittelalters – des Zeitalters der Dinosaurier. Charakteristisch für diese Gruppe waren ein tonnenförmiger Körper auf säulenartigen Beinen sowie ein überaus langer Hals, der in einen verhältnismäßig kleinen Kopf mündete. Langhals-Dinosaurier existierten vor etwa 210 bis vor 66 Millionen Jahren – damit behaupteten sie sich sehr lange auf der Erde.

Auf ihren Erfolg deutet auch ihr Riesenwuchs, mit dem sie andere Dinosaurier weit übertrafen, Sauropoden zählen zu den größten Landtieren der Erdgeschichte, teilweise wurden sie über 30 Meter lang und bis zu 70 Tonnen schwer. »Wie sich diese Riesen aber genau fortbewegten, liegt noch im Unklaren«, sagt Jens Lallensack, Paläontologe am Institut für Geowissenschaften und Meteorologie der Universität Bonn. Die Gelenke in den Beinen waren teilweise knorpelig und somit nicht fossil erhalten – Knochen alleine lassen aber nur beschränkte Rückschlüsse auf den Bewegungsablauf zu.

Fußspuren rekonstruieren

Die fehlenden Puzzlestücke lassen sich jedoch mithilfe fossiler Fußspuren der Riesen rekonstruieren. Ein internationales Forscherteam aus Japan, Marokko und Deutschland unter Leitung der Universität Bonn hat nun eine besondere Spurenfundstelle in Marokko am Fuß des Atlas-Gebirges untersucht. Die Fundstelle besteht aus einer bei der Gebirgsbildung senkrecht gestellten Fläche von 54 Mal sechs Metern Größe, die hunderte einzelner Trittsiegel zeigt, die sich teilweise überlappen. Ein Teil dieser Fußabdrücke konnte insgesamt neun Fährten (Abfolgen einzelner Trittsiegel) zugeordnet werden.

Die Fußspuren werden erhalten, wenn sich die Abdrücke der Dinosaurier mit anderem Gestein füllen, das etwa durch Regen hineingewaschen wird. Auch Pflanzenreste können sich darin ablagern, bevor sich über die Jahrtausende eine ganz neue Gesteinsschicht darüber bildet. So bleibt ein Muster in der Schicht zurück, das auch mit dem bloßen Auge gesehen werden kann, etwa hellere oder dunklere Kriese die sich von dem Gestein ringsherum abheben.

»Das Herausarbeiten individueller Fährten aus diesem zerstampften Durcheinander von Fußspuren war Detektivarbeit und nur durch die Analyse hochauflösender 3D-Modelle am Computer möglich«, sagt Dr. Oliver Wings vom Zentralmagazin Naturwissenschaftlicher Sammlungen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.

Die Ergebnisse haben die Forscher verblüfft: Die Fährten sind äußerst schmal – die rechten und linken Fußspuren liegen fast auf einer Linie. Auch sind die Vorderfuß-Eindrücke nicht nach vorne gerichtet, wie für Sauropoden-Spuren typisch, sondern zeigen zur Seite – teilweise sogar schräg nach hinten. Mehr noch: Die Tiere konnten nach Bedarf zwischen beiden Stellungen wechseln.

»Menschen sind in der Lage, die Handfläche nach unten zu drehen, indem sie Elle und Speiche über Kreuz legen«, sagt Dr. Michael Buchwitz vom Museum für Naturkunde Magdeburg. Diese komplizierte Bewegung sei bei heutigen Landwirbeltieren allerdings auf Säugetiere und Chamäleons beschränkt. Bei anderen Tieren, einschließlich der Dinosaurier, war sie nicht möglich. Sauropoden mussten folglich eine andere Möglichkeit gefunden haben, den Vorderfuß nach vorne zu drehen.

Je größer desto unflexibler

Wie ist die Drehung des Vorderfußes in den Sauropodenspuren zu erklären? Der Schlüssel liegt vermutlich in den mächtigen Knorpellagen, die eine große Flexibilität in den Gelenken, insbesondere in der Schulter, erlaubten. Warum aber wurden die Hände überhaupt nach außen rotiert? »Nach außen gerichtete Hände mit sich gegenüberstehenden Handflächen waren der ursprüngliche Zustand der noch zweibeinig laufenden Vorfahren der Sauropoden«, erklärt Shinobu Ishigaki von der Okayama University of Science in Japan. Die Frage müsste also vielmehr lauten, warum die meisten Sauropoden ihre Vorderfüße nach vorne drehten – eine anatomisch schwierig zu realisierende Bewegung.

Hierzu konnte eine statistische Analyse von Sauropodenfährten aus der ganzen Welt wichtige Hinweise liefern: Offenbar neigten die Tiere zu nach außen gerichteten Vorderfüßen, wenn das Vorderbein nicht zur aktiven Fortbewegung, sondern lediglich zum Tragen des Körpergewichts benutzt wurde. So waren die Vorderfüße häufig dann weiter nach außen rotiert wenn das Tier langsam lief und sich der Massenschwerpunkt des Körpers weit hinten befand. Erst wenn die Hände zum Vorwärtsantrieb mitbenutzt wurden, war ein nach vorne gerichteter Vorderfuß von Vorteil.

Außerdem zeigt sich, dass die Außenrotation des Vorderfußes auf kleinere Individuen beschränkt war, während er bei größeren Tieren meistens nach vorne gerichtet war. Den großen Tieren war es offenbar nicht mehr möglich, den Vorderfuß zur Seite auszurichten. »Dieser Verlust an Beweglichkeit war vermutlich eine direkte Folge des Riesenwuchses«, sagt Lallensack.

Die Ergebnisse wurden im Fachjournal »Journal of Vertebrate Paleontology« veröffentlicht.