O neptačích druhohorních dinosaurech se dlouhodobě předpokládá, že kladli vajíčka s pevnou skořápkou, podobnou skořápce vajec dnešních ptáků.[1] Vzhledem k příbuznosti ptáků a neptačích dinosaurů je to ostatně zcela logický předpoklad. Není tedy divu, že paleontologové neočekávali, že by někteří dinosauři mohli klást vajíčka s měkkým, kožovitým obalem, jaké známe u dnešních plazů. Nový výzkum ale ukazuje, že u nejstarších dinosaurů bychom právě taková vajíčka nalezli, což se navíc netýkalo jen těch nejranějších dinosaurů. Nový výzkum s tímto překvapivým závěrem byl publikován v periodiku Nature a podíleli se na něm vědci z Amerického přírodovědeckého muzea v New Yorku a z Yaleovy univerzity.[2] Paleontologové využili moderní geochemické metody výzkumu a podrobili jim fosilní vejce dvou značně rozdílných a systematicky vzdálených druhů dinosaurů. Jedním z nich byl vývojově primitivní rohatý dinosaurus (ceratops) druhu Protoceratops andrewsi, jehož fosilie byly objeveny ve 20. letech minulého století při slavných expedicích do Mongolska. Tito menší býložraví dinosauři žili v období svrchní křídy, asi před 75 až 71 miliony let a patří k velmi dobře prostudovaným druhům dinosaurů, známým i podle embryí a všech věkových (ontogenetických) stadií.[3] Druhým zkoumaným druhem pak byl argentinský sauropodomorf Mussaurus patagonicus, jehož embrya o délce kolem 15 cm byla dříve považována za nejmenší známé druhohorní dinosaury vůbec. Mussauři žili mnohem dříve než protoceratopsové, budoucí Jižní Ameriku obývali v období pozdního triasu (asi před 227 až 208 miliony let), když byla ještě součástí superkontinentu Pangea (a později menšího jižního superkontinentu Gondwana).[4] U protoceratopsů bylo zkoumáno 12 vajec a embryí, přičemž šest z nich bylo ve výborném stavu dochování a představovalo prakticky kompletní kostry. Některé z nich, jejichž poloha a způsob ohnutí končetin odpovídal pozici ve vajíčku, je obklopeno jakousi difúzní černobílou hmotou, která má sférický až ovoidní tvar. Překrývá částečně kostřičky embryí a jedná se prakticky s jistotou o původní vaječný obal. Tomu nasvědčuje i fakt, že dvě evidentně již vylíhlá mláďata kolem sebe podobný fosilizovaný objekt nemají. Takřka s jistotou se tedy jedná o původní vaječnou membránu, ale jakého druhu? Je možné, že by se celé generace paleontologů mýlily a jejich předpoklad, že všichni dinosauři kladli vajíčka s pevnou vápnitou skořápkou, byl chybný? Jak ukazuje výsledek nové vědecké práce, skutečně tomu tak je. Mnozí dinosauři zřejmě kladli vajíčka podobná těm, jaká kladou obojživelníci a ještěrky.
Vědci prozkoumali tyto objekty petrografickým mikroskopem a podrobili je Ramanově mikrospektroskopii s vysokým rozlišením, přičemž objevili chemicky pozměněné pozůstatky původní bílkovinné vaječné membrány, známé u vajíček všech současných archosaurů (krokodýlů a ptáků). U vajíček mussaurů byly výsledky podobné a po porovnání charakteru molekulární biomineralizace dinosauřích vajec s vejci současných obratlovců vyšlo najevo, že fosilní vajíčka protoceratopsů a mussaurů skutečně nebyla biomineralizovaná a neměla tedy pevnou skořápku – byla zkrátka „kožovitá“ a měkká. Data o chemickém složení a mechanických vlastnostech vaječných skořápek 112 dalších vyhynulých i současných druhů umožnilo autorům výzkumu vytvořit jakýsi evoluční „superstrom“, mapující postupný vývoj stavby a vlastností vaječné skořápky. Zajímavým zjištěním přitom je, že u neptačích dinosaurů se vajíčka s pevnou skořápkou vyvinula minimálně třikrát nezávisle na sobě, a to z původně měkkých „kožovitých“ vajec. Ze získaných informací vyplývá, že měkká vejce byla společná pro všechny ancestrální blanaté obratlovce (amnioty), ale zároveň také pro všechny archosaury, tedy vývojově pokročilé plazy, mezi které patří kromě dinosaurů rovněž ptakoještěři, krokodýli, ptáci a další skupiny.[5] Zatímco v případě předka všech amniotů nešlo o nové zjištění, v rámci archosaurů poněkud překvapivé je. Pod vlivem velkého množství fosilních objevů vajec dinosaurů s pevnou skořápkou a s přihlédnutím k pevným skořápkám vajec současných ptáků a krokodýlů byli mnozí paleontologové nakloněni myšlence, že také předek všech archosaurů již kladl vajíčka s pevnými skořápkami.[6] Nyní ale víme, že tomu tak nebylo. První dinosauři nepochybně kladli vajíčka s měkkými obaly. Protože taková vajíčka jsou náchylnější ke ztrátě tekutin a k mechanickému poškození, byly pravděpodobně zahrabávány do vlhké půdy nebo písku a inkubovány teplem ze slunečních paprsků nebo tlející rostlinné hmoty, podobně jako se tomu děje u vajec některých dnešních plazů.[7] Výzkum, který ukazuje, že svojí mikrostrukturou, chemickým složením a mechanickými vlastnostmi se vajíčka některých dinosaurů podobala spíše želvím než ptačím, vyvrací dlouhodobý předpoklad, že všichni dinosauři kladli vajíčka s pevnou skořápkou. Vysvětluje také, proč u mnohých vývojových skupin dinosaurů neznáme žádná nebo téměř žádná fosilní vejce – na rozdíl od pokročilých teropodů, sauropodů a hadrosauridů kladli zástupci těchto kladů měkká kožovitá vajíčka, která mají jen malou šanci na zkamenění a dochování ve fosilním záznamu.
Napsáno pro DinosaurusBlog a Osel.cz
Short Summary in English: Newly published study suggests that hard eggshells evolved at least three times among non-avian dinosaurs. It is also clear that the first dinosaurs laid soft-shelled eggs, which contradicts previous thoughts.
Odkazy:
https://www.nationalgeographic.com/science/2020/06/first-dinosaurs-laid-soft-eggs/
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/first-soft-shelled-dinosaur-eggs-found-180975137/
https://www.sci-news.com/paleontology/eggs-earliest-dinosaurs-soft-leathery-shells-08549.html
https://scitechdaily.com/ceratopsian-dinosaur-mystery-solved-by-soft-shelled-eggs/
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200617150021.htm
[1] Carpenter, Kenneth (1999). „How to Study a Fossil Egg“. Eggs, Nests, and Baby Dinosaurs: A Look at Dinosaur Reproduction (Life of the Past). Bloomington, Indiana: Indiana University Press. pp. 122–144. ISBN 978-0-253-33497-8.
[2] Mark A. Norell, Jasmina Wiemann, Matteo Fabbri, Congyu Yu, Claudia A. Marsicano, Anita Moore-Nall, David J. Varricchio, Diego Pol & Darla K. Zelenitsky (2020). The first dinosaur egg was soft. Nature. doi: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2412-8
[3] Erickson, G. M.; Zelenitsky, D. K.; Kay, D. I.; Norrell, M. A. (2017). „Dinosaur incubation periods directly determined from growth-line counts in embryonic teeth show reptilian-grade development“ (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (3): 540–545. doi: 10.1073/pnas.1613716114
[4] Otero, Alejandro; Cuff, Andrew R.; Allen, Vivian; Sumner-Rooney, Lauren; Pol, Diego; Hutchinson, John R. (2019). „Ontogenetic changes in the body plan of the sauropodomorph dinosaur Mussaurus patagonicus reveal shifts of locomotor stance during growth“. Scientific Reports. Springer Science and Business Media LLC. 9 (1): 7614. doi: 10.1038/s41598-019-44037-1
[5] Nesbitt, S. J. (2011). „The early evolution of archosaurs: relationships and the origin of major clades“ (PDF). Bulletin of the American Museum of Natural History. 352: 1–292. doi: 10.1206/352.1
[6] Robin M. Andrews; Tom Mathies (2000). „Natural History of Reptilian Development: Constraints on the Evolution of Viviparity“. BioScience. 50 (3): 227–238. doi: 10.1641/0006-3568(2000)050[0227:NHORDC]2.3.CO;2
[7] Hunton, P. (2005). „Research on eggshell structure and quality: an historical overview“. Revista Brasileira de Ciência Avícola. 7 (2): 67–71. doi: 10.1590/S1516-635X2005000200001