Jaja pierwszych dinozaurów były miękkie
Jaja, które składały pierwsze dinozaury nie miały twardych skorup, jak jaja współczesnych ptaków, tylko miękkie powłoki, przypominające jaja żółwi. Co ciekawe, było tak jeszcze na etapie podziału dinozaurów na trzy gałęzie i w każdej z nich niezależnie ewolucja doprowadziła do stwardnienia skorup.
Badania prowadzone wspólnie przez Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej i Uniwersytet Yale, opublikowane w najnowszych wydaniu tygodnika „Nature”, podważyły powszechne przekonanie o tym, że jaja dinozaurów były tak twarde jak te, które dziś składają ptaki (będące potomkami dinozaurów). Okazuje się, że w pierwszym etapie istnienia tej grupy lądowych kręgowców dominujących na Ziemi przez 135 milionów lat ich jaja miały tylko miękką powłokę.
Dzięki zaawansowanym badaniom z wykorzystaniem metod geochemicznym analizie poddano jaja dwóch odległych od siebie gatunków nielatających dinozaurów. Odkryto w ten sposób, że ich mikrostruktura, skład chemiczny i właściwości mechaniczne przypominają jaja współczesnych żółwi. Wśród badaczy i we wiedzy potocznej panowało zawsze przekonanie, że protoplaści dinozaurów, tak samo jak ich potomkowie i jaki ich współcześni spadkobiercy znosili jaja o twardych skorupach.
– Przez ostatnie dwadzieścia lat znajdowaliśmy jaja dinozaurów na całym świecie – opowiada Mark Norell, kurator, kierownik Wydziału Paleontologii Muzeum Historii Naturalnej, współautor badań – ale większość z nich reprezentuje tylko trzy grupy – teropody, czyli grupę, do której należą współczesne ptaki, rozwinięte hadrozaury, czyli tak zwane dinozaury kaczodziobe i rozwinięte zauropody, czyli dinozaury długoszyje. Równocześnie znajdowaliśmy wiele zachowanych szkieletów ceratopsów, ale prawie żadnych jaj tej grupy. Dlaczego te jaja nie przetrwały? Od dawna przypuszczałem, a teraz naszej badania zdołały tego wreszcie dowieść, że miały one miękką powłokę zamiast twardej skorupy.
Owodniowce, czyli kręgowce mające zdolność rozwoju zarodkowego na lądzie, a więc ssaki, gady i ptaki – produkują swoje jaja w błonie nazywanej owodnią, która chroni embriony przed wysuszeniem. Niektóre owodniowce – takie jak żółwie, jaszczurki, węże – składają jaja w miękkich skorupach, podczas gdy inne – jak ptaki – tworzą twardsze jaja, wzmocnione wapniem. Rozwój tych wapiennych jaj, który znacząco zwiększa ochronę przed stresem środowiska, jest milowym krokiem ewolucyjnym w historii owodniowców, który zaowocował wielkim sukcesem reprodukcyjnym i dywersyfikacją tych gatunków, którym udało się dopracować twardą skorupę.
Zachowanie się miękkich jaj w formie skamielin jest niezwykle rzadkie, więc badanie ich ewolucji w stronę twardych jaj jest bardzo utrudnione. Ponieważ współczesne krokodyle, a także ptaki, które są żyjącymi dziś potomkami dinozaurów, wszystkie składają twarde jaja, ten typ powłoki został uznany za typowy dla wszystkich dinozaurów.
Zmianę tego stanowiska badacze zaproponowali na podstawie studiów skamielin jaj zawierających embriony dinozaurów dwóch różnych gatunków: Protoceratopsa, czyli stosunkowo niewielkiego (do 180 kg) roślinożernego dinozaura żyjącego stadnie na terenach współczesnej Mongolii około 75-71 milionów lat temu i Muszaura, także roślinożernego, ale znacznie starszego, bo żyjącego 227-208,5 miliona lat temu, krewnego zauropodów, znalezionego w Argentynie. Skamieniałe pozostałości protoceratopsów to co najmniej 12 złączonych ze sobą jaj i embrionów i kilka prawdopodobnie wyklutych dinozaurów, różniących się układem ciała od pozostałych, znajdujących się w charakterystycznej, embrionalnej pozycji. Te dwa różnią się jeszcze od pozostałych tym, że nie znaleziono na nich czarno-białej otoczki, określanej przez badaczy jako „aureola” (ang. halo), które najprawdopodobniej były właśnie pozostałością jajek. Te „aureole” zostały przez badaczy poddane bardzo precyzyjnej mikrospetroskopii Ramana, dzięki której udało się opisać strukturę chemiczną tych jaj. To co badacze znaleźli okazuje się zbieżne z tym, co jest najbardziej wewnętrzną warstwą jaj wszystkich współcześnie żyjących zaawansowanych ewolucyjnie gadów (tzw. archozaurów). Ten sam wynik osiągnięto badając jaja Muszaura. Porównując ten wynik z jajami różnych prehistorycznych i współczesnych gadów badacze stwierdzili, że znalezione szczątki były kiedyś miękkimi jajami o fakturze podobnej do skóry. W dalszej części badań naukowcy z Yale dowiedli, że obserwowane zjawisko jest faktycznie tym, czym wydaje się być, a nie efektem zmian, które zaszły pod wpływem milionów lat oddziaływań.
W dalszej części badań, na podstawie danych o jajach 112 innych dinozaurów o określonym pokrewieństwie do badanych wcześniej, naukowcy odtworzyli ewolucyjne drzewo, które pokazało, kiedy doszło do przejścia z miękkich do twardych, wspartych wapniem. Jak przypuszczają, zmiana nie zaszła raz, ale kilka – co najmniej 3 razy niezależnie.
Badania źródłowe: Norell, M.A., Wiemann, J., Fabbri, M. et al. The first dinosaur egg was soft. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2412-8
Opracowano na podstawie materiałów prasowych (press release) Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej.
