Ny undersøgelse tyder på, at hårde æggeskaller udviklede sig mindst tre gange i dinosaurernes stamtræ

Ny forskning tyder på, at de første dinosaurer lagde blødskallede æg - et fund, der modsiger etablerede tanker. Studiet, ledet af American Museum of Natural History og Yale University og offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur , anvendte en række sofistikerede geokemiske metoder til at analysere æg fra to vidt forskellige ikke-fugle dinosaurer og fandt ud af, at de lignede skildpadder i deres mikrostruktur, sammensætning, og mekaniske egenskaber. Forskningen tyder også på, at hårdtskallede æg udviklede sig mindst tre gange uafhængigt i dinosaurernes stamtræ.

"Antagelsen har altid været, at det forfædres dinosauræg var hårdskallet, " sagde hovedforfatter Mark Norell, stol og Macaulay-kurator i museets afdeling for palæontologi. "I løbet af de sidste 20 år, vi har fundet dinosauræg rundt om i verden. Men for det meste, de repræsenterer kun tre grupper - theropod dinosaurer, som omfatter moderne fugle, avancerede hadrosaurer som andenæb-dinosaurerne, og avancerede sauropoder, de langhalsede dinosaurer. På samme tid, vi har fundet tusindvis af skeletrester af ceratopsiske dinosaurer, men næsten ingen af ​​deres æg. Så hvorfor blev deres æg ikke bevaret? Mit gæt - og hvad vi endte med at bevise gennem denne undersøgelse - er, at de var bløde skal."

Amnioter - gruppen, der inkluderer fugle, pattedyr, og krybdyr – producerer æg med en indre membran eller "amnion", der hjælper med at forhindre embryoet i at tørre ud. Nogle fostervand, såsom mange skildpadder, firben, og slanger, lægge blødskallede æg, hvorimod andre, såsom fugle, lægge æg med hårde, stærkt forkalkede skaller. Udviklingen af ​​disse forkalkede æg, som giver øget beskyttelse mod miljøbelastning, repræsenterer en milepæl i fostervandets historie, da det sandsynligvis har bidraget til reproduktiv succes og dermed spredningen og diversificeringen af ​​denne gruppe. Blødskallede æg bevares sjældent i fossilregistrene, hvilket gør det svært at studere overgangen fra bløde til hårde skaller. Fordi moderne krokodiller og fugle, som er levende dinosaurer, lægge hårdtskallede æg, denne æggeskalstype er blevet udledt for alle ikke-fugle dinosaurer.

Forskerne undersøgte embryoholdige fossile æg, der tilhører to dinosaurarter:Protoceratops, en planteædende dinosaur i fårestørrelse, der levede i det nuværende Mongoliet for mellem omkring 75 og 71 millioner år siden, og Mussaurus, en langhalset, planteædende dinosaur, der voksede til 20 fod i længden og levede for mellem 227 og 208,5 millioner år siden i det nuværende Argentina. Det usædvanligt bevarede Protoceratops-eksemplar inkluderer en kobling af mindst 12 æg og embryoner, seks af dem bevarer næsten komplette skeletter. Forbundet med de fleste af disse embryoner - som har deres rygrad og lemmer bøjet - i overensstemmelse med den position, dyrene ville indtage, mens de voksede inde i ægget - er en diffus sort-hvid ægformet glorie, der skjuler noget af skelettet. I modsætning, to potentielt udklækkede Protoceratops-nyfødte i prøven er stort set fri for mineralhaloerne. Da de så nærmere på disse haloer med et petrografisk mikroskop og kemisk karakteriserede ægprøverne med højopløsnings in situ Raman-mikrospektroskopi, forskerne fandt kemisk ændrede rester af den proteinholdige æggeskalsmembran, der udgør det inderste æggeskalslag af alle moderne archosauræggeskaller. Det samme gjaldt for Mussaurus-eksemplaret. Og da de sammenlignede dinosauræggenes molekylære biomineraliseringssignatur med æggeskalsdata fra andre dyr, inklusive firben, krokodiller, fugle, og skildpadder, de fastslog, at Protoceratops- og Mussaurus-æggene faktisk var ikke-biomineraliserede - og, derfor, læderagtig og blød.

"Det er en usædvanlig påstand, så vi har brug for ekstraordinære data, " sagde undersøgelsesforfatter og Yale kandidatstuderende Jasmina Wiemann. "Vi var nødt til at finde på en helt ny proxy for at være sikre på, at det, vi så, var, hvordan æggene var i livet, og ikke kun et resultat af en eller anden mærkelig fossiliseringseffekt. Vi har nu en ny metode, der kan anvendes på alle andre slags spørgsmål, samt utvetydige beviser, der supplerer det morfologiske og histologiske tilfælde for blødskallede æg hos disse dyr."

Med data om æggeskallernes kemiske sammensætning og mekaniske egenskaber fra 112 andre uddøde og levende slægtninge, forskerne konstruerede derefter et "supertræ" for at spore udviklingen af ​​æggeskallens struktur og egenskaber gennem tiden, at finde den hårde skal, forkalkede æg udviklede sig uafhængigt mindst tre gange i dinosaurer, og sandsynligvis udviklet fra en forfædres blødskallet type.

"Fra et evolutionært perspektiv, dette giver meget mere mening end tidligere hypoteser, da vi i et stykke tid har vidst, at forfædres æg af alle fostervand var blødt, " sagde undersøgelsesforfatter og Yale-kandidatstuderende Matteo Fabbri. "Fra vores undersøgelse, vi kan også nu sige, at de tidligste arkosaurer - gruppen, der inkluderer dinosaurer, krokodiller, og pterosaurer - havde bløde æg. Indtil dette punkt, folk blev bare hængende ved at bruge de eksisterende arkosaurer - krokodiller og fugle - for at forstå dinosaurer."

Fordi bløde æggeskaller er mere følsomme over for vandtab og giver ringe beskyttelse mod mekaniske stressfaktorer, såsom en rugende forælder, forskerne foreslår, at de sandsynligvis blev begravet i fugtig jord eller sand og derefter inkuberet med varme fra nedbrydende plantemateriale, ligner nogle krybdyræg i dag.