A magzatburok megjelenése kulcsfontosságú eseményt jelent a gerincesek evolúciós történetében. Legfőbb adaptív előnye a magzatburok – a magzatot körülvevő membrán, amely megakadályozza az embrió kiszáradását, és a fő jellemző, amelynek a magzatburok a nevét köszönheti. Egy másik döntő fontosságú fejlemény a kemény külső héj hozzáadása volt, amely védelmet és mechanikai támaszt nyújt. Ez tette lehetővé, hogy az első hüllők több mint 300 millió évvel ezelőtt megtelepedjenek a szárazföldi környezetben, és előkészítette az utat a madarak és az emlősök megjelenése előtt.
Mivel a madarakhoz hasonló kemény héjú, meszes tojásokat kristályos kalcium-karbonát erősíti meg, ezek jól szerepelnek a fosszíliákban. Ezzel szemben a lágy héjú tojások, mint például a legtöbb gyík és kígyó tojásai, bőrszerű külső borítással rendelkeznek, amelyek gyorsan bomlanak, és így csak ritkán maradtak fenn. A Nature folyóiratban Norell et al.1 és Legendre et al.2 több millió éves lágy héjú tojásokat írnak le, amelyek megváltoztathatják a dinoszauruszok szaporodásáról alkotott uralkodó képet, és talán az ősi tengeri hüllőkről alkotott jelenlegi elképzeléseket is.
A legkorábbi, 1859-es dokumentáció óta szinte világszerte találtak dinoszaurusz tojásokat és tojáshéjakat, amelyek esetenként még a hozzájuk tartozó embriók maradványait is tartalmazzák3. A közös fészkelésre3 és költésre4 utaló felfedezések a dinoszauruszok madárszerű szülői viselkedésének ősiségére is rávilágítottak. A fosszilis tojások biokémiájára5 és színezetére6 fényt derítő kutatások ellenére azonban a tojást tojó dinoszauruszok ismert sokfélesége még mindig csak néhány csoportra korlátozódik, köztük a gigantikus szauropodákra, a húsevő theropodákra és a kacsacsőrű hadroszauruszokra. Ráadásul a legtöbb dinoszaurusztojás geológiailag meglehetősen fiatal, mivel kréta korú kőzetekből származik3 – a mezozoikum utolsó és leghosszabb időszakából, amely körülbelül 145 millió és 66 millió évvel ezelőttig tartott.
Mivel a modern krokodilok és madarak kemény héjú tojásokat raknak, a hagyományos feltételezés szerint közeli ősi rokonaiknak, a dinoszauruszoknak is meszes héjú tojásokat kellett rakniuk, bár ez ellentmond a különböző dinoszauruszcsoportok között megfigyelhető, rejtélyes héjmikroszerkezetek változatosságának. Norell és munkatársai most azt javasolják, hogy ezek az anatómiai következetlenségek azért keletkeztek, mert a meszes tojás legalább háromszor egymástól függetlenül fejlődött ki a dinoszauruszoknál, és minden egyes esetben az ősi lágy héjú tojás más-más típusából alakulhatott ki.
Norell et al. következtetéseiket olyan mikroszerkezeti és organokémiai adatokra alapozzák, amelyeket a késő triászból (nori szakasz; kb. 227 millió és 209 millió évvel ezelőtt) származó, szauropoda-szerű Mussaursaurus dinoszaurusz és a késő kréta korból (campani szakasz; kb. 84 millió és 72 millió évvel ezelőtt) származó Protoceratops szarvas dinoszaurusz embrióit tartalmazó, nem meszes fosszilis tojásokból (1. ábra) nyertek. A szerzők számítógépen generált evolúciós modelljei azt is sugallják, hogy a kréta előtti (145 millió évnél régebbi) kőzetekből feltárt dinoszaurusztojások ritkasága valószínűleg a pergamenszerű tojáshéjak gyenge megőrzési potenciálját tükrözi. Továbbá, mivel a lágy héjú tojások érzékenyek mind a kiszáradásra, mind a fizikai deformációra, ésszerűnek tűnik a feltételezés, hogy a tojásokat nedves talajba vagy homokba rakták, majd elásták, és inkább külső keltetéssel – például a bomló növényi anyagból származó hővel -, mint egy költő szülővel kellett keltetniük.
1. ábra | Tojás evolúció. A kemény héjú tojások mérete változó, a kis tojásoktól, mint például a kolibrik vagy a csirkéké, egészen a kihalt madagaszkári elefántmadár, az Aepyornis maximus hatalmas tojásáig. Néhány dinoszauruszcsoport, köztük a szauropodák is kemény héjú tojásokat rakott. Norell és munkatársai1 arról a felfedezésről számolnak be, hogy két dinoszauruszfaj lágy héjú tojásokat rakott. A szerzők 227 millió és 209 millió év közötti Mussaurus tojásokat, valamint 84 millió és 72 millió év közötti Protoceratops tojásokat elemeztek. Ez a felfedezés megkérdőjelezi azt az általánosan elfogadott nézetet, miszerint a dinoszauruszok tojásai mindig kemény héjúak voltak, ami viszont arra utal, hogy a dinoszauruszok legkorábbi tojásai lágy héjúak voltak. Legendre és munkatársai2 egy hatalmas, eredetileg lágy héjú tojás felfedezéséről számolnak be az Antarktiszon, az általuk Antarcticoolithusnak nevezett példányról, amely körülbelül 68 millió éves. Legendre és munkatársai feltételezik, hogy ezt egy tengeri hüllő rakhatta le. Norell és munkatársai felfedezése azonban felveti annak lehetőségét, hogy az Antarcticoolithust ehelyett egy dinoszaurusz rakta le.
A dinoszauruszokkal ellentétben a mosasauruszok (a vízi gyíkok egy kihalt családja) és más mezozoikus tengeri hüllők, például a delfinszerű ichtiosauruszok és a hosszú nyakú plesiosauruszok általában úgy tartják, hogy élő utódokat hoztak világra7 – ezt a reprodukciós stratégiát nevezik viviparitásnak. Most azonban ez a vélemény is megváltozhat. Legendre és munkatársai beszámolnak egy focilabda nagyságú fosszilis tojás felfedezéséről, amely a legújabb kréta kori (kb. 68 millió évvel ezelőtti) tengerparti környezetben, a mai Seymour-szigeten, az Antarktisz partjainál található. A szerzők Antarcticoolithusnak nevezték el fosszilis tojásmintájukat, az antarktiszi kontinens, valamint a tojást és a követ jelentő ógörög szavak után. Az Antarcticoolithus a valaha feljegyzett legnagyobb tojások közé tartozik (1. ábra), térfogatát tekintve csak néhány nem őslény dinoszaurusz és a kihalt madagaszkári elefántmadár, az Aepyornis maximus tojása vetekszik vele. Figyelemre méltó azonban, hogy ezeket a többi tojástípust vastag, meszes héj jellemzi, míg az Antarcticoolithusnak vékony és feltehetően eredetileg puha héja van.
Noha óvatosan rámutatnak, hogy a fosszilis tojásban nem találtak embrionális maradványokat, Legendre et al. a lepidoszauruszok – a csoport, amelybe a mosasauruszok, élő gyíkok, kígyók, amphisbaeniák (ásóféreggyíkok) és a gyíkszerű tuatara, a Sphenodon punctatus – bőrszerű tojásaihoz való szerkezeti hasonlóság alapján feltételezik, hogy azt egy óriási tengeri hüllő, és talán a legvalószínűbb, hogy egy mosasaurusz rakhatta le. Továbbá, mivel a mosasauruszoknak áramvonalas testük volt, és így nem tudtak a szárazföldön mozogni8 , Legendre és munkatársai azt javasolják, hogy a tojásrakás valamilyen mélységben, a víz alatt történhetett. Mindazonáltal, bár a modern életerős gyíkok minden bizonnyal teljesen kifejlett ivadékokat hoznak világra, amelyeket vékony burkolat (főként extraembrionális membránok)9 vesznek körül, a vemhes mosasauroidák (a mosasauruszokat és őseiket tartalmazó csoport) kevés ismert fosszíliáját nem találták tojáshéj-maradványokkal együtt10. Ami döntő fontosságú, hogy a mosasauruszok légzőkészek is voltak; ezért egy puha héjú tojás víz alá történő lerakása jelentős fulladásveszéllyel járt volna a születendő újszülött számára.
Az Antarcticoolithus tojásának megfoghatatlan termelőjének azonosítása még izgalmasabbá válik Norell és társai eredményei alapján, amelyek valamilyen dinoszauruszformára utalhatnak, mint büszke szülőre. Az Antarcticoolithus becsült össztömege ugyanis egyértelműen megközelíti a legnagyobb nem őslény dinoszauruszok és madarak tojásainak tömegét, és mindkét csoportnak vannak fosszilis előfordulásai az Antarktiszon11. Az Antarcticoolithus esetében tehát legalábbis hihetőnek tűnik a dinoszaurusz szülői származás, amely a szárazföldön rakódott, majd eldobott tojáshéjként kimosódott a tengerbe. Ez egy ideig a beszorult levegő miatt felszínen maradhatott, mielőtt végül a tengerfenékre süllyedt volna, ahol az üledékbe temetkezve végül megkövesedett. Reméljük, hogy a hasonlóan látványos, ép embriókkal rendelkező fosszilis tojások jövőbeli felfedezései megoldják ezt az elgondolkodtató rejtélyt.