La comparsa dell’uovo amniotico segna un evento chiave nella storia evolutiva dei vertebrati. Il suo principale vantaggio adattativo è l’amnios – una membrana che racchiude l’embrione per evitare che si secchi, e la caratteristica principale a cui l’uovo amniotico deve il suo nome. Un altro sviluppo cruciale fu l’aggiunta di un duro guscio esterno che fornisce protezione e supporto meccanico. Questo ha permesso ai primi rettili di colonizzare gli ambienti terrestri più di 300 milioni di anni fa, e ha aperto la strada all’ascesa degli uccelli e dei mammiferi.
Perché le uova calcaree dal guscio duro, come quelle degli uccelli, sono rinforzate da carbonato di calcio cristallino, sono ben rappresentate nel record fossile. Al contrario, le uova dal guscio morbido, come quelle della maggior parte delle lucertole e dei serpenti, hanno rivestimenti esterni coriacei che si decompongono rapidamente e quindi si conservano solo raramente. Scrivendo su Nature, Norell et al.1 e Legendre et al.2 descrivono uova dal guscio morbido vecchie di milioni di anni che potrebbero alterare la visione prevalente della riproduzione dei dinosauri, e possibilmente anche cambiare il pensiero attuale sugli antichi rettili marini.
Dalla loro prima documentazione nel 1859, le uova di dinosauro e i gusci delle uova sono stati trovati quasi in tutto il mondo, e occasionalmente includono anche i resti di embrioni associati3. Le scoperte che indicano la nidificazione comune3 e la cova4 hanno anche rivelato l’antichità di comportamenti genitoriali simili a quelli degli uccelli nei dinosauri. Tuttavia, nonostante la ricerca abbia fatto luce sulla biochimica5 e sulla colorazione6 delle uova fossili, la diversità conosciuta dei dinosauri che depongono le uova è ancora limitata a pochi gruppi, compresi i giganteschi sauropodi, i teropodi carnivori e gli adrosauri dal becco d’anatra. Inoltre, la maggior parte delle uova di dinosauro sono geologicamente piuttosto giovani, essendo derivate da rocce di età cretacea3 – l’ultimo e più lungo periodo dell’era mesozoica, che dura da circa 145 milioni a 66 milioni di anni fa.
Dato che i coccodrilli e gli uccelli moderni depongono uova dal guscio duro, l’ipotesi convenzionale è stata che i loro parenti antichi, i dinosauri, devono aver prodotto allo stesso modo uova con gusci calcarei, anche se questo è in contrasto con la sconcertante varietà di microstrutture del guscio evidente tra diversi gruppi di dinosauri. Norell e colleghi ora propongono che tali incongruenze anatomiche sono sorte perché le uova calcaree si sono evolute indipendentemente almeno tre volte nei dinosauri, e in ogni caso potrebbero essersi sviluppate da un diverso tipo di uovo ancestrale dal guscio morbido.
Norell et al. basano le loro conclusioni su dati microstrutturali e organochimici ottenuti da uova fossili non calcaree (Fig. 1) contenenti embrioni del dinosauro sauropode Mussaurus del tardo Triassico (fase Noriana; circa 227 milioni a 209 milioni di anni fa), e il dinosauro cornuto Protoceratops, del tardo Cretaceo (fase Campana; circa 84 milioni a 72 milioni di anni fa). I modelli evolutivi generati al computer degli autori suggeriscono anche che la scarsità di uova di dinosauro scavate da rocce pre-cretacee (più vecchie di 145 milioni di anni) riflette probabilmente la scarsa capacità di conservazione dei gusci d’uovo in pergamena. Inoltre, poiché le uova dal guscio morbido sono sensibili sia all’essiccazione che alla deformazione fisica, sembra ragionevole ipotizzare che siano state deposte e poi sepolte nel terreno umido o nella sabbia, e che abbiano fatto affidamento su un’incubazione esterna – come il calore derivato dalla decomposizione della materia vegetale – piuttosto che su un genitore che covava.
Figura 1 | Evoluzione delle uova. Le uova dal guscio duro variano in dimensioni, dalle piccole uova, come quelle di un colibrì o di un pollo, all’enorme uovo che appartiene all’estinto uccello elefante del Madagascar, Aepyornis maximus. Alcuni gruppi di dinosauri, compresi i sauropodi, hanno deposto uova dal guscio duro. Norell et al.1 riportano la scoperta che due tipi di dinosauri deponevano uova dal guscio morbido. Gli autori hanno analizzato le uova di Mussaurus che hanno tra 227 milioni e 209 milioni di anni, e le uova di Protoceratops che hanno tra 84 milioni e 72 milioni di anni. Questa scoperta sfida l’opinione generalmente accettata che le uova di dinosauro erano sempre a guscio duro, suggerendo a sua volta che le prime uova deposte dai dinosauri erano a guscio morbido. Legendre et al.2 riportano la scoperta di un enorme uovo dal guscio morbido in Antartide, un esemplare che chiamano Antarcticoolithus, che ha circa 68 milioni di anni. Legendre e colleghi ipotizzano che possa essere stato deposto da un rettile marino. Tuttavia, la scoperta di Norell e colleghi solleva la possibilità che Antarcticoolithus sia stato invece deposto da un dinosauro.
A differenza dei dinosauri, i mosasauri (una famiglia estinta di lucertole acquatiche) e altri rettili marini del Mesozoico, come gli ittiosauri simili a delfini e i plesiosauri dal collo lungo, sono solitamente considerati aver dato alla luce giovani vivi7 – una strategia riproduttiva definita viviparità. Tuttavia, anche questa opinione potrebbe essere in procinto di cambiare. Legendre e colleghi riportano la loro scoperta di un uovo fossile delle dimensioni di un pallone da un ambiente marino vicino al mare dell’ultimo Cretaceo (circa 68 milioni di anni fa) su quella che oggi è l’isola Seymour, al largo dell’Antartide. Gli autori chiamano il loro esemplare di uovo fossile Antarcticoolithus, dal continente antartico e dalle antiche parole greche per uovo e pietra. Antarcticoolithus è tra le uova più grandi mai registrate (Fig. 1), rivaleggiando in volume solo con quelle di alcuni dinosauri non aviari e dell’estinto uccello elefante del Madagascar, Aepyornis maximus. Tuttavia, questi altri tipi di uova sono caratterizzati da spessi gusci calcarei, mentre Antarcticoolithus ha una copertura sottile e presumibilmente originariamente morbida.
Anche se cautamente sottolineano che nessun resto embrionale è stato trovato nell’uovo fossile, Legendre et al. ipotizzano che potrebbe essere stato deposto da un rettile marino gigante, e forse più fattibilmente da un mosasauro, sulla base delle somiglianze strutturali con le uova coriacee dei lepidosauri – il gruppo che comprende mosasauri, lucertole viventi, serpenti, anfisbeni (lucertole verme scavatrici) e il tuatara simile alla lucertola, Sphenodon punctatus. Inoltre, poiché i mosasauri avevano corpi affusolati e quindi non erano in grado di muoversi sulla terraferma8, Legendre e colleghi propongono che la deposizione delle uova deve essere avvenuta sotto una certa profondità dell’acqua. Tuttavia, sebbene le moderne lucertole vivipare diano certamente alla luce piccoli completamente sviluppati che sono circondati da sottili coperture (principalmente membrane extraembrionali)9, i pochi fossili conosciuti di mosasauroidi gravidi (il gruppo che contiene i mosasauri e i loro antenati) non sono stati trovati associati a detriti di gusci d’uovo10. In particolare, i mosasauri erano anche respiratori; quindi, deporre un uovo dal guscio morbido sott’acqua avrebbe comportato un notevole rischio di annegamento per il neonato emergente.
Identificare l’elusivo produttore dell’uovo di Antarcticoolithus diventa ancora più intrigante visti i risultati di Norell et al., che potrebbero implicare qualche forma di dinosauro come orgoglioso genitore. Infatti, il peso totale stimato di Antarcticoolithus si avvicina chiaramente a quello delle più grandi uova di dinosauro non aviario e di uccello, ed entrambi questi gruppi hanno una storia di presenza di fossili in Antartide11. La paternità dei dinosauri sembra quindi almeno plausibile per Antarcticoolithus, che potrebbe essere stato deposto sulla terraferma e poi portato in mare come un guscio d’uovo scartato. Questo potrebbe essere rimasto galleggiante per qualche tempo a causa dell’aria intrappolata, prima di affondare definitivamente sul fondo del mare, dove è stato sepolto nei sedimenti e alla fine si è fossilizzato. Speriamo che le future scoperte di uova fossili altrettanto spettacolari con embrioni intatti risolvano questo stimolante enigma.