Kiderült: a kemény tojás 200 millió éves evolúciós találmány

A tojásrakó gerincesek 315 millió éves evolúciójának egyik legnagyobb rejtélye a tojásmaradványok teljes hiánya az első 120 millió évben. A földtörténet legidősebb ismert tojásai és héjtöredékeik 195 millió évvel ezelőttről ismertek. A bennük talált embriók alapján a dinoszauruszok egy korai, nagy testű mindenevő csoportjához, az úgynevezett korai Sauropodomorpha dinoszauruszokhoz tartoztak, melyek a jól ismert hosszú nyakú sauropodák közeli rokonai. Ezeket a kora jura időszakból származó Sauropodomorpha-tojásokat a Dél-Afrikából ismert Massospondylus, a Kínából előkerült Lufengosaurus és az Argentínából leírt Mussaurus dinoszauruszok rakták.

Tojásokból kikelő Massospondylus-fiókák a fészekben, háttérben a szülőállatokkal Forrás: Julius T. Csotonyi

Egy nemzetközi kutatókból álló csapat – melynek magyar résztvevője, Prondvai Edina az akkori MTA-ELTE Lendület Dinoszaurusz Kutatócsoport, illetve a Genti Egyetem Gerincesek Evolúciós Morfológiája Kutatócsoport tagjaként dolgozott a kutatásban – részletes vizsgálatoknak vetette alá a legősibb tojáshéjak szerkezetét. A különféle kémiai, ásványtani és modern vizualizációs technikák segítségével a kutatók kimutatták, hogy a tojások nagy mérete (~200–600 g) ellenére a meszes tojáshéj meglepően vékony, csupán 80–100 μm volt. Ez arányaiban annyira vékony, mint a mai, lágy héjú tojásokat rakó hüllők, például a tengeri teknősök és gyíkok tojáshéja, illetve a kihalt repülő hüllőké, melyek szintén lágy héjú tojást raktak.

Ennek ellenére a héj finomszerkezetében látható összekapcsolódó héjegységek, a héj repedezettsége és a tojások kerekded alakjának megőrződése arról tanúskodik, hogy a tojásokat nem pergamenszerű, hanem szerkezetileg szilárd héj védte a környezeti hatásokkal szemben, csakúgy, mint a mai madarak és krokodilok esetében. A tojáshéj vékonysága és a fészkelőhelyek félszáraz környezeti rekonstrukciója alapján ezek a korai Sauropodomorpha dinoszauruszok a fészkeiket betemették, így akadályozva meg a vékony héjú tojások kiszáradását.

Lufengosaurus-tojáshéjtöredékek vékonycsiszolatának mikroszkópos képe, melyen a meszes héj ék alakú kristályos héjegységei (E) és a homogén szerkezetű megkövesedett héjhártya (M) láthatók. A héjtöredékek nagyjából olyan vékonyak, mint egy emberi hajszál. Forrás: Koen Stein

A mai és egyéb ismert fosszilis tojáshéjak összevető elemzésével kiderült továbbá, hogy a tojásrakó szárazföldi gerincesek evolúciójuk első 120 millió évében nagy valószínűséggel kizárólag lágy héjú tojásokat raktak, így tehát a legkorábban megjelenő dinoszauruszok is. Ez megmagyarázza a fosszilis tojások hiányát is az ezt megelőző földtörténeti időszakból, hiszen a lágy héjú tojások csak kivételes körülmények közt őrződnek meg évmilliókon át. A szilárd tojáshéj megjelenése és elterjedése azonban a középső-késő jura időszakra robbanásszerűen, egymástól függetlenül, párhuzamosan több törzsfejlődési ágon is megtörtént – különféle krokodiloknál, egyes gyíkoknál, teknősöknél és a dinoszauruszoknál, beleértve a madarakat is.

A jelenlegi adatok szerint – meglepő módon – a dinoszauruszok csoportján belüli három fő ágon is egymástól függetlenül jelent meg a vastag, ellenálló meszes tojáshéj: a főként növényevő Sauropodomorpha és Ornithischia dinoszauruszoknál, illetve a javarészt ragadozókból álló Theropoda csoportban. Ugyan a szilárd, vastag tojáshéjak megjelenésének idejét röviddel megelőzően, nagyjából 200 millió éve jelentős légköri oxigénszint-emelkedés kezdete is kimutatható, a kettő közti lehetséges összefüggés feltárására egyelőre nem áll elég adat rendelkezésre. Ennek ellenére ezek az eredmények világosan mutatják a tojásrakás evolúciójának rendkívül összetett voltát, ami tükrözi azt is, hogy a dinoszauruszok és kortársaik hogyan birkóztak meg az ősi környezet viszontagságaival.

A belga, magyar, kanadai, kínai és német kutatók részvételével készült tanulmányt a Nature folyóiratcsaládhoz tartozó Scientific Reports közölte.