Первые яйца динозавров были мягкими, как черепаха

Первые яйца динозавров были мягкими, как черепаха

Новое исследование предполагает, что первые динозавры откладывали яйца с мягкими скорлупами – открытие, которое противоречит устоявшейся мысли. 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 неавинозавровых динозавров и обнаружило, что они напоминают яйца черепах в их микроструктура, состав и механические свойства. Исследования также показывают, что яйца с твердой скорлупой эволюционировали как минимум три раза независимо в генеалогическом древе динозавров.

«Всегда предполагалось, что яйцо динозавра предков было в жесткой оболочке», – сказал ведущий автор Марк Норелл, председатель и куратор Маколея в Отделе палеонтологии музея. «За последние 20 лет мы нашли яйца динозавров по всему миру. Но по большей части они представляют только три группы – динозавры теропод, в которые входят современные птицы, продвинутые гадрозавры, такие как динозавры из утки, и продвинутые зауроподы динозавры с длинной шеей. В то же время мы нашли тысячи скелетных останков кератопсовых динозавров, но почти ни одного из их яиц. Так почему же их яйца не сохранились? Моя догадка – и что мы в итоге доказали благодаря этому исследованию – это то, что у них были мягкие оболочки ».

Амниоты – группа, в которую входят птицы, млекопитающие и рептилии – производят яйца с внутренней мембраной или «амнионом», которые помогают предотвратить высыхание эмбриона. Некоторые амниоты, такие как много черепах, ящериц и змей, откладывают яйца с мягкой скорлупой, тогда как другие, такие как птицы, откладывают яйца с твердыми, сильно кальцинированными скорлупами. Эволюция этих кальцинированных яиц, которые обеспечивают повышенную защиту от стресса окружающей среды, представляет собой веху в истории амниот, поскольку, вероятно, способствовала репродуктивному успеху, а также распространению и диверсификации этой группы. Яйца с мягкой скорлупой редко сохраняются в окаменелостях, что затрудняет изучение перехода от мягких к твердым скорлупам. Потому что современные крокодилы и птицы, которые являются живыми динозаврами, откладывают яйца с твердой скорлупой,

Исследователи изучили содержащие ископаемые яйца эмбрионов, принадлежащие к двум видам динозавров: Protoceratops, динозавр, поедающий растения размером с овцу, который жил в современной Монголии примерно 75–71 миллион лет назад, и Mussaurus, растение с длинной шеей ели динозавра, который вырос до 20 футов в длину и жил между 227 и 208,5 миллионами лет назад в современной Аргентине. Исключительно сохранившийся образец Protoceratops включает кладку не менее 12 яиц и эмбрионов, шесть из которых сохраняют почти полные скелеты. С большинством этих эмбрионов, у которых согнуты позвоночники и конечности, в соответствии с положением, которое животные будут принимать при выращивании внутри яйца, является диффузный черно-белый яйцевидный ореол, который затемняет некоторые из скелет. По сравнению, два потенциально вылупившихся новорожденных протоцератопса в образце практически не содержат минеральных ореолов. Когда они более внимательно изучили эти ореолы с помощью петрографического микроскопа и химически охарактеризовали образцы яиц с помощью рамановской микроспектроскопии высокого разрешения, исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой мембраны яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных архозавров. скорлупа. То же самое было верно для образца Mussaurus. И когда они сравнили сигнатуру молекулярной биоминерализации яиц динозавра с данными яичной скорлупы от других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца Protoceratops и Mussaurus действительно были небиоминерализованными – и, следовательно, кожистыми и мягкий. Когда они более внимательно изучили эти ореолы с помощью петрографического микроскопа и химически охарактеризовали образцы яиц с помощью рамановской микроспектроскопии высокого разрешения, исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой мембраны яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных архозавров. скорлупа. То же самое было верно для образца Mussaurus. И когда они сравнили сигнатуру молекулярной биоминерализации яиц динозавра с данными яичной скорлупы от других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца Protoceratops и Mussaurus действительно были небиоминерализованными – и, следовательно, кожистыми и мягкий. Когда они более внимательно изучили эти ореолы с помощью петрографического микроскопа и химически охарактеризовали образцы яиц с помощью рамановской микроспектроскопии высокого разрешения, исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой мембраны яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных архозавров. скорлупа. То же самое было верно для образца Mussaurus. И когда они сравнили сигнатуру молекулярной биоминерализации яиц динозавра с данными яичной скорлупы от других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца Protoceratops и Mussaurus действительно были небиоминерализованными – и, следовательно, кожистыми и мягкий. исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой мембраны яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных яичных скорлупок архозавров. То же самое было верно для образца Mussaurus. И когда они сравнили сигнатуру молекулярной биоминерализации яиц динозавра с данными яичной скорлупы от других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца Protoceratops и Mussaurus действительно были небиоминерализованными – и, следовательно, кожистыми и мягкий. исследователи обнаружили химически измененные остатки белковой мембраны яичной скорлупы, которая составляет самый внутренний слой яичной скорлупы всех современных яичных скорлупок архозавров. То же самое было верно для образца Mussaurus. И когда они сравнили сигнатуру молекулярной биоминерализации яиц динозавра с данными яичной скорлупы от других животных, включая ящериц, крокодилов, птиц и черепах, они определили, что яйца Protoceratops и Mussaurus действительно были небиоминерализованными – и, следовательно, кожистыми и мягкий.

«Это исключительное требование, поэтому нам нужны исключительные данные», – сказала автор исследования и аспирантка Йельского университета Ясмина Виманн. «Мы должны были придумать совершенно новый прокси, чтобы быть уверенным, что то, что мы видим, – это то, как яйца живут, а не просто результат какого-то странного эффекта окаменения. Теперь у нас есть новый метод, который можно применить к все другие виды вопросов, а также однозначные доказательства, дополняющие морфологические и гистологические данные о яйцах с мягкой скорлупой у этих животных ».

Получив данные о химическом составе и механических свойствах яичной скорлупы от 112 других вымерших и живых родственников, исследователи сконструировали «супердерево» для отслеживания эволюции структуры и свойств яичной скорлупы во времени, обнаружив, что кальцинированные яйца с твердой скорлупой развивались независимо по крайней мере, три раза у динозавров, и, вероятно, развивался из рода с мягкими скорлупами.

«С точки зрения эволюции, это имеет гораздо больше смысла, чем предыдущие гипотезы, поскольку мы уже давно знаем, что родовое яйцо всех амниот было мягким», – сказал автор исследования и аспирант Йельского университета Маттео Фаббри. «Из нашего исследования мы также можем теперь сказать, что у самых ранних архозавров – группы, в которую входят динозавры, крокодилы и птерозавры – были мягкие яйца. До этого момента люди просто застревали с помощью существующих архозавров – крокодилов и птиц – понять динозавров. “

Поскольку мягкие яичные скорлупы более чувствительны к потере воды и обеспечивают небольшую защиту от механических стрессоров, таких как задумчивый родитель, исследователи предполагают, что они, вероятно, были погребены во влажной почве или песке, а затем инкубированы с теплом от разлагающихся растительных веществ, подобно некоторым рептилиям яйца сегодня.

Другими авторами этой статьи являются Конью 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 Эгидио Ферульо, Аргентина; и Дарла К. Зеленицкий из Университета Калгари.


Источник истории:

Материалы предоставлены Американским музеем естественной истории . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.


Связанные мультимедиа :


Ссылка на журнал :

  1. Марк А. Норелл, Ясмина Виманн, Маттео Фаббри, Конью Ю, Клаудия А. Марсикано, Анита Мур-Налл, Дэвид Дж. Варриккио, Диего Пол, Дарла К. Зеленицкий. Первое яйцо динозавра было мягким . Природа , 2020; DOI: 10.1038 / s41586-020-2412-8