A kemény héjú tojás 200 millió éves evolúciós találmány

Tojásokból kikelő Massospondylus fiókák a fészekben, háttérben a szülőállatokkal

Egy nemzetközi kutatókból álló csapat, melynek magyar résztvevője, Prondvai Edina, az MTA-ELTE Lendület Dinoszaurusz Kutatócsoport, illetve a Genti Egyetem Gerincesek Evolúciós Morfológiája Kutatócsoport tagjaként vett részt a kutatásban, részletes vizsgálatoknak vetette alá a legősibb tojáshéjak szerkezetét. A tanulmány, melyben belga, magyar, kanadai, kínai és német kutatók vettek részt, a Nature Publishing Group – Scientific Reports című tudományos folyóiratban jelent meg.

Az egyik legnagyobb rejtély a tojásrakó gerincesek 315 millió éves evolúciójában a tojásmaradványok teljes hiánya az első 120 millió évben. A földtörténet legidősebb ismert tojásai és azok héjtöredékei 195 millió évvel ezelőttről ismertek, és a bennük talált embriók alapján a dinoszauruszok egy korai, nagytestű mindenevő csoportjához, az úgynevezett korai sauropodomorpha dinoszauruszokhoz tartoztak, melyek a jól ismert hosszúnyakú 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

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, lágyhéjú tojásokat rakó hüllők, például a tengeri teknősök és gyíkok tojáshéja, illetve a kihalt repülő hüllőké, melyek szintén lágyhéjú tojást raktak. Ennek ellenére a héj finomszerkezetében látható összekapcsolódó héjegységek, a héj repedezettsége és a tojások kerekded alakjának megőrződése arról tanúskodnak, hogy a tojásokat nem pergamenszerű, hanem szerkezetileg szilárd héj védte a környezeti hatásokkal szemben, csakúgy, mint a mai madarak és krokodilok esetén. A tojáshéj vékonysága és a fészkelőhelyek félszáraz környezeti rekonstrukciója alapján ezek a korai sauropodomorpha dinoszauruszok a fészkeiket betemették, így megakadályozva a vékony héjú tojások kiszáradását.

Lufengosaurus tojáshéj töredékek 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 továbbá kiderült, hogy a tojásrakó szárazföldi gerincesek evolúciójuk első 120 millió évében nagy valószínűséggel kizárólag lágyhéjú tojásokat raktak, így tehát a legkorábban megjelenő dinoszauruszok is. Ez megmagyarázza a fosszilis tojások hiányát is az ezt megelőző földtörténeti időszakból, hiszen a lágyhéjú tojások csak nagyon kivételes körülmények közt őrződnek meg évmilliókon át. A szilárd tojáshéj megjelenése és elterjedése azonban a középső – késő jura időszakra robbanásszerűen, és egymástól függetlenül párhuzamosan több törzsfejlődési ágon is megtörtént, úgymint különféle krokodiloknál, egyes gyíkoknál és teknősöknél, és a dinoszauruszoknál, beleértve a madarakat is. Továbbá a jelenlegi adatok szerint, meglepő módon, a dinoszauruszok csoportján belüli három fő ágon is, tehát a főként növényevő Sauropodomorpha és Ornithischia dinoszauruszoknál, illetve a javarészt ragadozókból álló Theropoda csoportban egymástól függetlenül jelent meg a vastag, ellenálló meszes tojáshéj.

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 jellegét, mely azt is tükrözi, hogy a dinoszauruszok és kortársaik hogyan birkóztak meg az ősi környezet viszontagságaival.