Nieuw onderzoek suggereert dat de eerste dinosaurussen eieren met een zachte schaal legden - een bevinding die in tegenspraak is met het gevestigde denken. De studie, geleid door het American Museum of Natural History en Yale University en vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , een reeks geavanceerde geochemische methoden toepaste om de eieren van twee enorm verschillende niet-vogeldinosaurussen te analyseren en ontdekte dat ze in hun microstructuur leken op die van schildpadden, samenstelling, en mechanische eigenschappen. Het onderzoek suggereert ook dat eieren met een harde schaal minstens drie keer onafhankelijk zijn geëvolueerd in de stamboom van de dinosaurus.

"De veronderstelling is altijd geweest dat het voorouderlijke dinosaurus-ei een harde schaal had, " zei hoofdauteur Mark Norell, voorzitter en Macaulay-conservator in de afdeling paleontologie van het museum. "In de afgelopen twintig jaar we hebben dinosauruseieren over de hele wereld gevonden. Maar voor het grootste deel, ze vertegenwoordigen slechts drie groepen:theropod-dinosaurussen, waaronder moderne vogels, geavanceerde hadrosauriërs zoals de eendenbekdinosaurussen, en geavanceerde sauropoden, de dinosaurussen met lange nek. Tegelijkertijd, we hebben duizenden skeletresten gevonden van ceratopsische dinosaurussen, maar bijna geen van hun eieren. Dus waarom werden hun eieren niet bewaard? Mijn gok - en wat we uiteindelijk door dit onderzoek hebben bewezen - is dat ze zacht waren."

Amniotes - de groep die vogels omvat, zoogdieren, en reptielen - produceren eieren met een binnenmembraan of "amnion" dat helpt voorkomen dat het embryo uitdroogt. Sommige amniotes, zoals veel schildpadden, hagedissen, en slangen, eieren met zachte schaal leggen, terwijl anderen, zoals vogels, eieren leggen met harde, zwaar verkalkte schelpen. De evolutie van deze verkalkte eieren, die een verhoogde bescherming bieden tegen omgevingsstress, vertegenwoordigt een mijlpaal in de geschiedenis van de amniotes, omdat het waarschijnlijk heeft bijgedragen aan reproductief succes en dus aan de verspreiding en diversificatie van deze groep. Eieren met zachte schaal worden zelden bewaard in het fossielenbestand, waardoor het moeilijk is om de overgang van zachte naar harde schelpen te bestuderen. Omdat moderne krokodilachtigen en vogels, die levende dinosauriërs zijn, eieren met een harde schaal leggen, dit type eierschaal is afgeleid voor alle niet-aviaire dinosaurussen.

De onderzoekers bestudeerden embryo-bevattende fossiele eieren van twee soorten dinosauriërs:Protoceratops, een plantetende dinosaurus ter grootte van een schaap die tussen 75 en 71 miljoen jaar geleden leefde in wat nu Mongolië is, en Mussaurus, een langhals, plantenetende dinosaurus die 20 voet lang werd en tussen 227 en 208,5 miljoen jaar geleden leefde in wat nu Argentinië is. Het uitzonderlijk geconserveerde Protoceratops-exemplaar omvat een legsel van ten minste 12 eieren en embryo's, waarvan zes bijna volledige skeletten behouden. Verbonden met de meeste van deze embryo's - waarvan de ruggengraat en ledematen gebogen zijn - in overeenstemming met de positie die de dieren zouden aannemen terwijl ze in het ei groeien - is een diffuse zwart-witte eivormige halo die een deel van het skelet verduistert. In tegenstelling tot, twee potentieel uitgekomen Protoceratops-pasgeborenen in het exemplaar zijn grotendeels vrij van de minerale halo's. Toen ze deze halo's nader bekeken met een petrografische microscoop en de eimonsters chemisch karakteriseerden met in situ Raman-microspectroscopie met hoge resolutie, de onderzoekers vonden chemisch gewijzigde resten van het eiwitachtige eierschaalmembraan dat de binnenste eierschaallaag vormt van alle moderne archosauriër-eierschalen. Hetzelfde gold voor het Mussaurus-exemplaar. En toen ze de moleculaire biomineralisatiesignatuur van de dinosauruseieren vergeleken met eierschaalgegevens van andere dieren, inclusief hagedissen, krokodillen, vogels, en schildpadden, ze stelden vast dat de Protoceratops- en Mussaurus-eieren inderdaad niet-gebiomineraliseerd waren - en, daarom, leerachtig en zacht.

"Het is een uitzonderlijke bewering, dus we hebben uitzonderlijke gegevens nodig, " zei studie auteur en Yale afgestudeerde student Jasmina Wiemann. "We moesten een gloednieuwe proxy bedenken om er zeker van te zijn dat wat we zagen was hoe de eieren in het leven waren, en niet alleen het resultaat van een of ander vreemd fossilisatie-effect. We hebben nu een nieuwe methode die kan worden toegepast op alle andere soorten vragen, evenals ondubbelzinnig bewijs dat het morfologische en histologische geval voor eieren met zachte schaal bij deze dieren aanvult."

Met gegevens over de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van eierschalen van 112 andere uitgestorven en levende verwanten, de onderzoekers construeerden vervolgens een "superboom" om de evolutie van de eierschaalstructuur en -eigenschappen door de tijd heen te volgen, het vinden van die harde schaal, verkalkte eieren evolueerden minstens drie keer onafhankelijk in dinosaurussen, en waarschijnlijk ontwikkeld uit een voorouderlijk type met zachte dop.

"Vanuit een evolutionair perspectief, dit is veel logischer dan eerdere hypothesen, omdat we al een tijdje weten dat het voorouderlijke ei van alle amniotes zacht was, " zei studie auteur en Yale afgestudeerde student Matteo Fabbri. "Uit onze studie, we kunnen nu ook zeggen dat de vroegste archosauriërs – de groep die dinosaurussen omvat, krokodillen, en pterosauriërs - hadden zachte eieren. Tot dit punt, mensen zijn gewoon vastgelopen met het gebruik van de bestaande archosauriërs - krokodillen en vogels - om dinosaurussen te begrijpen."

Omdat zachte eierschalen gevoeliger zijn voor waterverlies en weinig bescherming bieden tegen mechanische stressoren, zoals een peinzende ouder, de onderzoekers stellen voor dat ze waarschijnlijk werden begraven in vochtige grond of zand en vervolgens werden geïncubeerd met warmte van ontbindend plantaardig materiaal, vergelijkbaar met sommige reptieleneieren vandaag.