Prehistoryczne rodzicielstwo. Co mówi nam odkrycie pierwszego jaja dinozaura o ich historii?

Odkrycie to jest efektem pracy dwóch zespołów międzynarodowych badaczy, którzy zaprezentowali oszałamiające, nowe skamieniałości starożytnych jaj o miękkich skorupkach, liczące sobie już 200 milionów lat. Jedna grupa opisuje pierwsze miękkie skorupki jajek kiedykolwiek odkryte wśród dinozaurów, a druga przedstawia pierwsze skamieniałe jajo odkryte na Antarktydzie (prawdopodobnie pochodzące od gada morskiego), które również wydaje się mieć miękką skorupkę.

Samo istnienie skamieniałości, nie mówiąc już o tym, w jak dobrym stanie się zachowały, wywołało zdumienie naukowców. "Powiedzenie mówi: jest więcej rzeczy na niebie i ziemi, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy" - mówi Julia Clarke, paleontolog z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin i współautorka jednego z tych dwóch badań, które zostały zaprezentowane w czasopiśmie Nature.

Poprzednie znaleziska jaj dinozaurów, sięgające dziesiątków lat wstecz, zawierały twarde skorupki, takie jak te składane przez współczesne ptaki, jedynych żyjących potomków dinozaurów. Ptasie skorupki jaj zawierają warstwę mineralnego kalcytu, który sprawia, że są one mocniejsze i twardsze, co pozwala ptakom siadać na swoich jajach, czy też wysiadywać je, aby wylęgły się młode. W związku z tym paleontolodzy najczęściej wyobrażali sobie, że dinozaury wykorzystywały podobne strategie rodzicielskie. Jednak jaja te prawie zawsze datowane były na okres kredy, czyli dość późno w ewolucji dinozaurów. Teraz, tajemnica brakujących wcześniej jaj może mieć wyjaśnienie. Najprawdopodobniej były one miękkie i przypominające skórę, co czyniło je bardziej podatnymi na rozkładanie się, niż na tworzenie się skamieniałości.

Podsumowując, nowe badania w znacznym stopniu wzbogacają wiedzę naukowców na temat rozmnażania się dinozaurów i starożytnych gadów.

"To coś więcej niż tylko szczątki szkieletowe" - mówi Johan Lindgren, paleontolog ze szwedzkiego uniwersytetu w Lund, który recenzował oba te badania i analizuje skamieniałe tkanki miękkie, w tym tłuszcz starożytnego gada morskiego. "Od czasu do czasu można znaleźć o wiele więcej niż to".

Jak i kiedy żyły dinozaury? Tajemnicze "aureole" wokół małego dinozaura

Niektóre ze skamieniałych śladów użytych w tych dwóch badaniach zostały ukryte w gabinecie paleontologa Marka Norella z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej, gdzie trzyma najważniejsze okazy. "To najbardziej zdumiewające skamieniałości na naszej planecie" - mówi doktorantka Yale, Jasmina Wiemann, która porównuje je do "zerkania na kolejnych 10 lat paleontologii".

Wiemann i Matteo Fabbri, kolejny doktorant z Yale, regularnie odwiedzają Norella w Nowym Jorku, aby oglądać skamieniałości, które bada. Wśród tej starożytnej kolekcji, Norell pokazał Wiemann i Fabbriemu kilkanaście embrionów dinozaurów liczących sobie ponad 72 miliony lat, które on i jego mongolscy współpracownicy znaleźli podczas wyprawy na pustynię Gobi w 1995 roku. Tajemnicze było to, że embriony należące do wczesnych rogatych dinozaurów Protoceratopsów, były otoczone czarno-białymi filmami, a nie jakąkolwiek rozpoznawalną twardą skorupką jaja.

"Mark pokazał nam te embriony i stwierdził: wiesz, naprawdę myślę, że one składają jajka o miękkich skorupkach. Po prostu tak sobie rzucił" - mówi Wiemann. "Na początku myśleliśmy, że raczej nie. Ale przyglądając się bliżej skamieniałościom, zdaliśmy sobie sprawę, że istnieją na nich te bardzo dziwne aureole".

Gdyby Protoceratops składał miękkie jaja, to byłby to pierwszy dinozaur, którego z nimi znaleziono, niwecząc lata tworzenia poprzednich hipotez. Miękkie skorupki jaj zostały odkryte u innych starożytnych zwierząt, takich jak dalecy przodkowie dinozaurów i wymarłe gady latające zwane pterozaurami, ale nie w obrębie samego kladu dinozaurów.

Zespół pobrał małe próbki skamieniałości i pokroił je na tyle cienko, żeby zbadać je pod mikroskopem. Przekrój pokazał, że "aureole" miały grubość około jednej trzeciej milimetra i nie posiadały typowej zwapnionej struktury późniejszych jaj dinozaurów. "Jedną z rzucających się w oczy rzeczy było to, że nie było tam skorupek jaj" - mówi Fabbri.

Nowy obraz rodzicielstwa z czasów, kiedy żyły dinozaury

Ciekawostki o dinozaurach i ich jajach wzbudzają zainteresowanie. Tymczasem na obszarze obecnej Patagonii w Argentynie, zespół badaczy wyruszył w 2012 i 2013 roku na wyprawy finansowane przez National Geographic Society w poszukiwaniu skamieniałości roślinożernego dinozaura nazwanego Mussaurus, który żył ponad 200 milionów lat temu.

Ekspedycja znalazła okazy Mussaurusa na tak wczesnym etapie ich rozwoju, że musiały to być embriony, ale zespół był zdziwiony, gdy nie udało się znaleźć twardych, zwapnionych skorupek jaj wraz ze szczątkami. "Nigdy nie udało nam się tego wyjaśnić" - mówi National Geographic Explorer Diego Pol, paleontolog z argentyńskiego Muzeum Paleontologii Egidio Feruglio. "Zadawaliśmy niewłaściwe pytanie. Szukaliśmy niewłaściwej rzeczy".

Pewnego dnia Pol rozmawiał z Norellem, swoim dawnym doradcą z czasów doktoranckich, i oboje zdali sobie sprawę, że wspólną cechą embrionów dinozaurów z Mongolii i Argentyny był brak zwapniałych skorupek jaj. Pol szybko wysłał próbki do Wiemanna i Fabbria z Yale, którzy przyjrzeli się szczątkom Mussaurusa.

Świecąc laserem po próbkach i analizując światło, które rozpraszało się z powrotem, Wiemann wydedukował chemiczne podpisy jaj starożytnych Protoceratopsa i Mussaurusa, ale także skład jaj współczesnych ptaków, aligatorów, żółwi i innych gadów. Wyniki chemiczne jaj dinozaurów najbardziej przypominały te z innych miękkich skorupek jaj.

Miękkie jaja nie zatrzymują wody, tak samo dobrze jak jaja twarde, co oznacza, że Protoceratops i Mussaurus prawdopodobnie zakopywały swoje jaja jak współczesne żółwie czy aligatory, być może przez pewien czas pilnując ich albo ruszając dalej. Linia dinozaurów z twardą skorupką jaj miała kilka różnych strategii gniazdowania, włączając w to zakopywanie jaj. Ale jedna grupa dinozaurów z jajami o twardych skorupkach, teropody, które później spłodziły ptaki, miały gniazda na wolnym powietrzu, gdzie się wylęgały. Rozważając więc to, jak żyły dinozaury, można stwierdzić, iż była to znacznie bardziej zaangażowana forma wychowania.

Aby prześledzić ewolucję jaj dinozaurów, Fabbri przeanalizował drzewo genealogicznego sięgające około 250 milionów lat wstecz i ustalił, że wspólny przodek wszystkich dinozaurów prawdopodobnie składał jaja miękkie. Praca ta sugeruje, że zwapniałe skorupki jaj nie wyewoluowały wśród dinozaurów jednokrotnie, jak wcześniej sądzono, ale co najmniej trzy razy. Jak twierdzą badacze, nagle gdy chodzi o dinozaury, rodzaje jaj o dużej różnorodności twardych skorupek ma wyjaśnienie.

"Wszystko zaczyna się ze sobą naprawdę ładnie łączyć" - mówi Wiemann.

Ogromne jajo na Antarktydzie. Czy pochodzi z czasów kiedy żyły dinozaury składające miękkie jaja?

Historia dinozaurów staje się coraz ciekawsza. Dalej na południe, w skałach Antarktydy, kolejne jajo zainteresowało naukowców. Drugie co do wielkości skamieniałe jajo, jakie kiedykolwiek znaleziono, ma prawie 30 centymetrów długości.

Jajo liczące 68 milionów lat, zwane Antarcticoolithus bradyi, jest pierwszym skamieniałym jajem, jakie kiedykolwiek znaleziono na Antarktydzie, którego rozmiary przewyższają jedynie jaja wymarłego strusia madagaskarskiego. Antarcticoolithus jest również jednym z niewielu skamieniałych jaj, jakie kiedykolwiek znaleziono w osadach morskich. "To, że pierwsza pozostałość po jaju z Antarktydy to prawie kompletne jajo, które ma doskonale zachowaną mikrostrukturę, jest trochę szalone" - mówi Julia Clarke z UT w Austin.

Antarcticoolithus został odkryty w 2011 r. przez zespół chilijskich naukowców podczas ekspedycji na Antarktydę, na wyspę Seymour. Dziwaczna, sflaczała bryła zadziwiła zespół. Współautor badań David Rubilar-Rogers, paleontolog z chilijskiego Narodowego Muzeum Historii Naturalnej, zaprezentował skamielinę Clarke'owi w 2018 roku, nazywając ją "Rzeczą".

Pod mikroskopem, Antarcticoolithusowi brakowało nie tylko wewnętrznej struktury twardych skorupek jaj, ale także porów jaj o twardych skorupkach, co sugerowało, że duże jajo było miękkie.

W czasie, gdy jajo było składane, duże gady morskie zwane mozazaurami żyły w wodach Antarktydy, gdzie zostało zakopane skamieniałe jajo. Kości mozazaura znaleziono ok. 200 metrów od tego miejsca, co sugeruje, że jajo mogło należeć do tych sześciometrowych, pływających gadów.

W środku jaja nie ma jednak żadnych kości, więc nikt nie ma pewności co do tożsamości rodzica. Inne starożytne gady morskie są znane z tego, że rodziły żywe płody jak współczesne wieloryby. Gdyby mozazaury składały jaja, ich dzieci musiałyby wylęgać się natychmiast na powierzchnię, by zaczerpnąć pierwszy oddech.

Czy Antarcticoolithus mógł pochodzić od dinozaura? Jeśli tak, to duże jajo zostało prawie na pewno złożone na lądzie, a następnie wypłukane do morza. "Miejmy nadzieję, że jeśli przeszukają większą część tego obszaru, znajdą embriony związane z podobnymi jajami, a wtedy się dowiemy" - mówi Lindgren.

Te prehistoryczne jaja zgromadzone z całego świata pokazują, jak wiele naukowcy muszą się jeszcze nauczyć o ewolucji gadów, szczególnie wśród dinozaurów, których najwcześniejsi przedstawiciele zakopywali swoje jaja, jak wiele współczesnych gadów, a także ich odległych gadzich przodków sprzed ponad 250 milionów lat.

"Przez cały ten czas myśleliśmy o dinozaurach jako o wyjątkowych gadach... Przynajmniej na początku swojego istnienia nie były one tak wyjątkowe" - mówi Fabbri. "Obalamy to, co zakładaliśmy przez dziesięciolecia".

Źródło: NationalGeographic.com: First soft-shelled dinosaur eggs shed light on prehistoric parenting