Новые исследования показывают, что первые динозавры откладывали яйца с мягкой скорлупой - открытие, которое противоречит общепринятому мнению. Исследование, проведенное Американским музеем естественной истории и Йельским университетом и опубликованное сегодня в журнале Nature, применило набор сложных геохимических методов для анализа яиц двух совершенно разных нептичьих динозавров и обнаружило, что они напоминают яйца черепах в их микроструктура, состав и механические свойства. Исследование также предполагает, что яйца с твердой скорлупой развивались как минимум три раза независимо друг от друга в генеалогическом древе динозавров.
«Всегда предполагалось, что яйцо предка динозавра имело твердую скорлупу», - сказал ведущий автор Марк Норелл, председатель и куратор отдела палеонтологии Музея. «За последние 20 лет мы находили яйца динозавров по всему миру. Но по большей части они представляют только три группы - тероподовые динозавры, в которые входят современные птицы, продвинутые гадрозавры, такие как утконосые динозавры, и продвинутые зауроподы. длинношеих динозавров. В то же время мы нашли тысячи скелетных останков цератопсовых динозавров, но почти ни одного их яиц. Так почему же их яйца не сохранились? Мое предположение - и что мы в итоге доказали этим исследования - в том, что они были с мягким панцирем."
Амниоты - группа, в которую входят птицы, млекопитающие и рептилии - производят яйца с внутренней оболочкой или «амнионом», который помогает предотвратить высыхание эмбриона. Некоторые амниоты, такие как многие черепахи, ящерицы и змеи, откладывают яйца с мягкой скорлупой, в то время как другие, например птицы, откладывают яйца с твердой, сильно обызвествленной скорлупой. Эволюция этих кальцифицированных яиц, обеспечивающих повышенную защиту от стрессов окружающей среды, представляет собой веху в истории амниот, поскольку она, вероятно, способствовала репродуктивному успеху и, следовательно, распространению и диверсификации этой группы. Яйца с мягкой скорлупой редко сохраняются в летописи окаменелостей, что затрудняет изучение перехода от мягкой скорлупы к твердой. Поскольку современные крокодилы и птицы, которые являются современными динозаврами, откладывают яйца с твердой скорлупой, этот тип яичной скорлупы был выведен для всех нептичьих динозавров.
Исследователи изучили содержащие эмбрионы ископаемые яйца, принадлежащие двум видам динозавров: протоцератопсу, травоядному динозавру размером с овцу, который жил на территории нынешней Монголии примерно 75-71 млн лет назад, и мусзавру, длинношеий травоядный динозавр, выросший до 20 футов в длину и живший между 227 и 208 годами.5 миллионов лет назад на территории нынешней Аргентины. Исключительно сохранившийся экземпляр протоцератопса включает кладку из не менее 12 яиц и эмбрионов, шесть из которых сохранили почти целые скелеты. С большинством этих эмбрионов, у которых позвоночник и конечности согнуты, что соответствует положению, которое животные принимали бы, развиваясь внутри яйца, присутствует расплывчатый черно-белый ореол в форме яйца, который затемняет часть скелета. Напротив, два потенциально вылупившихся новорожденных протоцератопса в образце практически не имеют минеральных ореолов. Когда они внимательно изучили эти ореолы с помощью петрографического микроскопа и химически охарактеризовали образцы яиц с помощью рамановской микроспектроскопии высокого разрешения in situ, исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой оболочки яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных архозавров. яичная скорлупа. То же самое было верно и для экземпляра Mussaurus. И когда они сравнили признаки молекулярной биоминерализации яиц динозавров с данными о яичной скорлупе других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца протоцератопсов и мусзавров действительно не были биоминерализованы и, следовательно, кожистые и мягкие..
«Это исключительное заявление, поэтому нам нужны исключительные данные», - сказала автор исследования и аспирантка Йельского университета Ясмина Виманн. «Нам пришлось придумать совершенно новый прокси, чтобы быть уверенными, что то, что мы видели, было тем, какими яйца были в жизни, а не просто результатом какого-то странного эффекта окаменения. Теперь у нас есть новый метод, который можно применить к все другие виды вопросов, а также недвусмысленные доказательства, которые дополняют морфологический и гистологический случай яиц с мягкой скорлупой у этих животных».
Используя данные о химическом составе и механических свойствах яичной скорлупы 112 других вымерших и живых родственников, исследователи затем построили «супердерево», чтобы отслеживать эволюцию структуры и свойств яичной скорлупы во времени, обнаружив, что твердая скорлупа, кальцифицированные яйца эволюционировали независимо по крайней мере три раза у динозавров и, вероятно, произошли от предкового типа с мягкой скорлупой.
«С точки зрения эволюции это имеет гораздо больше смысла, чем предыдущие гипотезы, поскольку мы уже давно знаем, что предковое яйцо всех амниот было мягким», - сказал автор исследования и аспирант Йельского университета Маттео Фаббри.«Из нашего исследования мы также можем сказать, что самые ранние архозавры - группа, в которую входят динозавры, крокодилы и птерозавры - имели мягкие яйца. До этого момента люди просто застревали, используя дошедших до нас архозавров - крокодилов и птиц - чтобы понять динозавры."
Поскольку мягкая яичная скорлупа более чувствительна к потере воды и обеспечивает слабую защиту от механических стрессоров, таких как задумчивый родитель, исследователи предполагают, что они, вероятно, были закопаны во влажную почву или песок, а затем инкубированы при нагревании от разлагающегося растительного вещества., похожие на яйца некоторых современных рептилий.
Другие авторы этой статьи включают Конгью Ю из Американского музея естественной истории; Клаудия Марсикано из Университета Буэнос-Айреса; Анита Мур-Налл и Дэвид Варриккио из Университета штата Монтана; Диего Пол из Музея палеонтологии Эджидио Феруглио, Аргентина; и Дарла К. Зеленицкий из Университета Калгари.