Den nya formen av fosterägg markerar en viktig händelse i ryggradsdjurens evolutionära historia. Dess största adaptiva fördel är amnion – ett omslutande membran som hindrar embryot från att torka ut, och den viktigaste egenskapen till vilken fosterägget har sitt namn. En annan avgörande utveckling var tillägget av ett segt yttre skal som ger skydd och mekaniskt stöd. Detta gjorde det möjligt för de första reptilerna att kolonisera landmiljöer för mer än 300 miljoner år sedan och banade väg för uppkomsten av fåglar och däggdjur.
Då hårdskaliga, kalkhaltiga ägg, som fåglarnas, förstärks av kristallint kalciumkarbonat, är de väl representerade i fossilregistret. Däremot har ägg med mjuka skal, som de hos de flesta ödlor och ormar, ett läderliknande ytterhölje som snabbt förmultnar och därför endast sällan finns bevarade. Norell et al.1 och Legendre et al.2 beskriver i Nature multimiljoner år gamla ägg med mjukt skal som kan förändra den rådande synen på dinosauriernas fortplantning, och möjligen också förändra det nuvarande tänkandet om forntida marina reptiler.
Sedan den tidigaste dokumentationen 1859 har dinosaurieägg och äggskal hittats nästan över hela världen, och ibland innehåller de till och med rester av tillhörande embryon3. Upptäckter som tyder på gemensamma häckningar3 och ruvningar4 har också avslöjat att dinosaurier har ett urgammalt fågelliknande föräldraskapsbeteende. Trots att forskningen belyser biokemin5 och färgningen6 av fossila ägg är den kända mångfalden av äggläggande dinosaurier fortfarande begränsad till ett fåtal grupper, däribland de gigantiska sauropoderna, de köttätande theropoderna och de ankgnagda hadrosaurierna. Dessutom är de flesta dinosaurieägg geologiskt sett ganska unga, eftersom de kommer från bergarter från kritaperioden3 – den sista och längsta perioden av mesozoisk tid, som varade från cirka 145 miljoner till 66 miljoner år sedan.
Med tanke på att moderna krokodiler och fåglar lägger ägg med hårt skal har det konventionella antagandet varit att deras nära släktingar i forntiden, dinosaurierna, på samma sätt måste ha producerat ägg med kalkhaltiga skal, även om detta står i motsats till den förbryllande variation av skalmikrostrukturer som är uppenbar mellan olika dinosauriegrupper. Norell och kollegor föreslår nu att sådana anatomiska inkonsekvenser uppstod på grund av att kalkägg utvecklades oberoende av varandra minst tre gånger hos dinosaurierna, och att de i varje fall kan ha utvecklats från en annan typ av ursprungligt ägg med mjuka skal.
Norell et al. baserar sina slutsatser på mikrostrukturella och organokemiska data som erhållits från icke-kalkhaltiga fossila ägg (fig. 1) som innehåller embryon från den sauropodliknande dinosaurien Mussaurus från sen trias (noriskt stadium; för cirka 227 miljoner till 209 miljoner år sedan) och den horniga dinosaurien Protoceratops från sen krita (kampaniskt stadium; för cirka 84 miljoner till 72 miljoner år sedan). Författarnas datorgenererade evolutionära modeller tyder också på att bristen på dinosaurieägg som grävts ut från bergarter från förkrittiden (äldre än 145 miljoner år) troligen återspeglar den dåliga bevaringsförmågan hos pergamentliknande äggskal. Eftersom ägg med mjuka skal är känsliga för både uttorkning och fysisk deformation verkar det dessutom rimligt att spekulera i att de lades och sedan begravdes i fuktig jord eller sand, och att de förlitade sig på extern inkubation – t.ex. värme som härrörde från nedbrytning av växtmaterial – snarare än på en ruvande förälder.
Figur 1 | Äggets utveckling. Ägg med hårt skal varierar i storlek, från små ägg, t.ex. från en kolibri eller kyckling, till det enorma ägget som tillhör den utdöda Madagaskiska elefantfågeln Aepyornis maximus. Några få dinosauriegrupper, däribland sauropoder, lade ägg med hårt skal. Norell et al.1 rapporterar om upptäckten att två typer av dinosaurier lade ägg med mjukt skal. Författarna analyserade Mussaurus-ägg som är mellan 227 miljoner och 209 miljoner år gamla och Protoceratops-ägg som är mellan 84 miljoner och 72 miljoner år gamla. Detta fynd ifrågasätter den allmänt accepterade uppfattningen att dinosauriernas ägg alltid hade hårt skal, vilket i sin tur tyder på att de tidigaste äggen som dinosaurierna lade var mjukskaliga. Legendre et al.2 rapporterar om upptäckten av ett enormt ägg med ursprungligen mjukt skal i Antarktis, ett exemplar som de kallar Antarcticoolithus och som är cirka 68 miljoner år gammalt. Legendre och kollegor antar att detta kan ha lagts av en marin reptil. Norell och kollegors upptäckt väcker dock möjligheten att Antarcticoolithus i stället lades av en dinosaurie.
I motsats till dinosaurier brukar mosasaurier (en utdöd familj av vattenlevande ödlor) och andra mesozoiska marina reptiler, som de delfinliknande ichtyosaurierna och de långhalsiga plesiosaurierna, vanligtvis anses ha fött levande ungar7 – en reproduktionsstrategi som kallas vivariparitet. Denna åsikt kan dock nu vara på väg att ändras också. Legendre och kollegor rapporterar om sin upptäckt av ett fossilt ägg i storleken av en fotboll från en marin miljö vid kusten under den senaste kritaperioden (för cirka 68 miljoner år sedan) på det som idag är Seymour Island, utanför Antarktis. Författarna namnger det fossila ägget Antarcticoolithus, efter den antarktiska kontinenten och de gamla grekiska orden för ägg och sten. Antarcticoolithus är ett av de största ägg som någonsin registrerats (fig. 1), som i volym endast konkurreras ut av äggen från vissa icke-aviära dinosaurier och den utdöda Madagaskiska elefantfågeln Aepyornis maximus. Noterbart är dock att dessa andra äggtyper kännetecknas av tjocka kalkhaltiga skal, medan Antarcticoolithus har ett tunt och förmodligen ursprungligen mjukt hölje.
Och även om Legendre et al. försiktigt påpekar att inga embryonala kvarlevor hittades i det fossila ägget. att det kan ha lagts av en gigantisk marin reptil, och kanske mest troligt en mosasaurie, på grundval av strukturella likheter med de läderartade äggen hos lepidosaurier – den grupp som innefattar mosasaurier, levande ödlor, ormar, amphisbaenians (grävande masködlor) och den ödelliknande tuataraen, Sphenodon punctatus. Eftersom mosasaurier dessutom hade strömlinjeformade kroppar och därför inte kunde röra sig på land8, föreslår Legendre och kollegor att äggläggningen måste ha skett under något vattendjup. Trots att moderna viviparösa ödlor förvisso föder fullt utvecklade ungar som omges av tunna höljen (huvudsakligen extraembryonala membran)9, har de få kända fossilerna av dräktiga mosasauroider (den grupp som innehåller mosasaurier och deras förfäder) inte hittats i samband med äggskalrester10. Avgörande är att mosasaurier också var luftandare; att lägga ett ägg med mjukt skal under vatten skulle därför ha inneburit en avsevärd risk för drunkning för det nyfödda barnet.
Att identifiera den svårfångade producenten av Antarcticoolithus-ägget blir ännu mer spännande med tanke på Norells et al. fynd, som skulle kunna antyda att någon form av dinosaurie var den stolta föräldern. Den totala uppskattade vikten av Antarcticoolithus närmar sig helt klart den totala vikten av de största icke-aviära dinosaurie- och fågeläggen, och båda dessa grupper har en historia av fossila förekomster i Antarktis11. Dinosauriernas föräldraskap verkar alltså åtminstone rimligt för Antarcticoolithus, som kan ha lagts på land och sedan spolats ut i havet som ett kasserat äggskal. Detta kan ha förblivit flytande under en tid på grund av instängd luft, innan det slutligen sjönk till havsbotten, där det begravdes i sediment och så småningom fossiliserades. Låt oss hoppas att framtida upptäckter av liknande spektakulära fossila ägg med intakta embryon kommer att lösa denna tankeväckande gåta.