Ein paar „Eier“ ​​ermöglichten tatsächlich über Milliarden von Jahren hinweg die „Rückkehr zu den Wurzeln“?

Kürzlich veröffentlichte die „National Science Review“ eine von chinesischen Wissenschaftlern geleitete Studie zur Reproduktionsbiologie von Dinosauriern. Der Artikel konzentrierte sich auf eine einzigartige vergrabene Fossiliengruppe, die im Bezirk Pingba der Stadt Anshun in der Provinz Guizhou entdeckt wurde und ausgewachsene Dinosaurier, Dinosaurier-Eiernester und Embryonen umfasste. Darin wurde über einen neuen Sauropoden-Dinosaurier – Qianlong Shouhu – berichtet und ein innovativer Vorschlag zum Ursprung der Dinosaurier-Ledereier gemacht, der sich vom traditionellen Ursprung der Eier mit harter oder weicher Schale unterscheidet .

Eier mit harter Schale? Eier mit weicher Schale? Lederne Eier? Gibt es so viele Tricks mit Eiern? Es steckt nicht nur ein Trick dahinter, sondern das scheinbar unscheinbare Ei hat über Milliarden von Jahren auch vielen Menschen die „Rückkehr zu ihren Wurzeln“ ermöglicht! Alles beginnt mit einem geschälten gekochten Ei ...

1. Beginnen wir mit einem geschälten gekochten Ei

Wenn wir ein gekochtes Ei schälen, befindet sich zwischen dem essbaren Eiweiß und der kalkhaltigen Eierschale ein milchig-weißer Film – die Eierschalenmembran (Vogeleier bestehen in der Regel aus zwei Schichten). Diese Eierschalenmembran besteht meist aus faserigem Eiweiß und ist der Ausgangspunkt für das Wachstum der Kalzium-Eierschale. Anschließend wachsen Kalzit- oder Aragonitkristalle auf der äußeren Schicht der Eierschalenmembran und bilden die harte äußerste Kalziumschale des Eis, die den Embryo schützt.

Grundstruktur der Eierschale (Bildquelle: Wikipedia)

Weichschalige Eier im üblichen Sinne bestehen aus einer Eierschalenmembran und einer sehr dünnen amorphen Kalziumschicht (weniger als 60 μm), wie beispielsweise Schlangeneier oder die meisten Eidechseneier . Diese Art von Eierschale weist eine gute Zähigkeit auf und scheint sich bei Einwirkung äußerer Kräfte zu verbiegen oder leicht zu falten.

Hartschalige Eier bestehen aus einer Eierschalenmembran und dickeren Kalziumkarbonatkristallen , und die Kalziumkarbonatkristalle (allgemein als Schaleneinheiten bezeichnet) haben eine bestimmte Form und Anordnung . Die Bruchstücke der harten Schale sind relativ groß und scharfkantig. Krokodil-, Vogel- und die meisten Dinosauriereier sind typische Eier mit harter Schale .

Lederne Eier liegen irgendwo dazwischen. Obwohl die Kalziumschicht der Eierschale noch relativ dünn ist (70–200 μm) und die Eierschale eine gewisse Zähigkeit aufweist , sind die Kanten der Eierschalenfragmente schärfer und weisen eine spezifische Morphologie der Schaleneinheiten (Kalzit oder Aragonit) auf. Bei lebenden Tieren gehören die Eier von Meeresschildkröten, Geierschildkröten und einigen Eidechsen zu dieser Art.

Bruchmuster von Eierschalen mit weicher, lederartiger und harter Schale (Foto mit freundlicher Genehmigung von Han Fenglu)

Die Eierschale des Wächters Qianlong weist die vollständigste Mikrostruktur der basalen Sauropoden auf: Die Mikrostruktur der Eierschale kann in zwei Schichten unterteilt werden:

Der Kalzit der inneren Oberflächenmilchkegel ist radial um den Wachstumskern angeordnet ;

Der Kalzit auf der Außenfläche besteht aus dicht angeordneten säulenförmigen Schaleneinheiten.

Mikrostruktur und EBSD-Bild der Eierschalenscheibe von Hukou Qianlong (Foto mit freundlicher Genehmigung von Han Fenglu)

Die Mikrostruktur der Eierschale weist große Ähnlichkeiten mit den hartschaligen Dinosauriereiern der Kreidezeit auf. Allerdings ist die Kalziumschicht noch relativ dünn und das Bruchmuster ähnelt eher dem von ledrigen Eiern , daher sollten die Eier von Qianlong Shouhu ledrig sein. Das Aussehen der Kalziumschicht der Eierschale ist für die Fortpflanzung der Dinosaurier von großer Bedeutung. Im Vergleich zu Eiern mit weicher Schale bieten die verdickte Kalziumschicht und die Schaleneinheiten von Eiern mit ledriger Schale und Eiern mit harter Schale dem Embryo mehr Schutz , bewahren das Ei vor äußeren Schäden während der Inkubation und begrenzen die Verdunstung des Wassers im Ei. Gleichzeitig kann die Porenstruktur in der Eierschale einen normalen Gasaustausch während der Embryonalentwicklung gewährleisten.

2. Eierschalen: Den „Code“ der Dinosaurier-Reproduktion entschlüsseln

Im Vergleich zur Eierschalenmembran aus organischer Substanz bleibt die harte Schale aus Kalziumkarbonat in Fossilien leichter erhalten , weshalb die Eierschale bei der Untersuchung von Dinosauriereiern üblicherweise ein wichtiges Forschungsobjekt ist .

Wissenschaftler haben ein Unterklassifizierungssystem für Dinosaurier-Eierfossilien entwickelt, das auf ihren makroskopischen Merkmalen wie Form, Größe und Eierschalenmuster sowie ihren mikroskopischen Merkmalen wie Morphologie, Anordnung und Porenverteilung der Kalzitkristalle, aus denen die Eierschale besteht, basiert .

Auf dieser Grundlage sind Wissenschaftler in der Lage, die Evolution der Eierschalenstruktur von Dinosauriern sowie die Fortpflanzungsmerkmale und -methoden von Dinosauriern wissenschaftlich und systematisch zu verstehen.

Eierschalenscheibenstrukturen verschiedener Arten von Dinosauriereiern (Foto mit freundlicher Genehmigung von Wu Rui)

Da die meisten Dinosaurier-Eierfossilien nur ihr Aussehen oder Eierschalenfragmente aufweisen, ist es für uns natürlich schwierig, sie direkt mit eierlegenden Dinosauriern in Verbindung zu bringen. Sofern keine Eierfossilien zusammen mit Knochen erhalten sind, oder genauer gesagt, es werden in Eierfossilien konservierte, ungeschlüpfte embryonale Eierfossilien gefunden.

3. Das unerwartete Ei, das urzeitlichen Lebewesen half, „zu ihren Wurzeln zurückzukehren“

Ersteres ist jedoch manchmal nur ein Zufall. So wurde beispielsweise ein Nest mit Eiern neben dem Mosaiceratops-Fossil konserviert, das im Nanyang-Becken in der chinesischen Provinz Henan gefunden wurde. Nachfolgende detaillierte Untersuchungen der Eierfossilien und die Entdeckung von Fossilien embryonaler Eier im selben Gebiet zeigten, dass dieses Eiernest von einer großen Schildkröte (Nanxiong-Schildkröte) gelegt worden sein muss.

Bisher wurden nur embryonale Eier einiger Dinosauriergruppen entdeckt, darunter Torvosaurus, Lourinhanosaurus, Oviraptorosaurier, Troodontosaurier, Titanosaurier, Hadrosaurier, Therizinosaurier und Protoceratops. Die Reise anderer Dinosaurier-Eier „zurück zu ihren Wurzeln“ ist noch weit.

Daher stellen die einzigartigen Bestattungsbedingungen, die die „Dreifaltigkeit“ aus erwachsenen Qianlong-Dinosauriern, Eiernestern und Embryonen schützen, eine äußerst wichtige Grundlage für die Erforschung des Fortpflanzungsverhaltens von Dinosauriern dar .

Fossiles Ei eines Oviraptorosaurier-Embryos (Bildquelle: Wikimedia Commons)

Wiederherstellung einer sichelförmigen Embryo-Eizelle (Bildquelle: Wikimedia Commons)

Bewachung des Qianlong-Ei-Fossils (Fotoquelle: Wikimedia Commons)

4. Seltene Weichschalen-Eierfossilien

Zusätzlich zu den Fossilien von Dinosaurier-Eiern mit harter Schale (Protoceratops hatte weiche Schalen) sind aufgrund der einzigartigen Bestattungsbedingungen auch die Fossilien von Eiern mit weicher Schale einiger ausgestorbener Tiere erhalten geblieben.

Flugsauriereier wurden in Argentinien, im Westen von Liaoning und in Hami, Xinjiang, meinem Land, gefunden. Die 3D-konservierten Eier von Hamipterus aus der Region Hami weisen deutliche Vertiefungen durch plastische Deformation auf und bestehen hauptsächlich aus Fluorapatit . Dies deutet darauf hin, dass die Eier der Flugsaurier wahrscheinlich eine weiche Schale hatten und die Proteinmembran der Schale während des Diageneseprozesses phosphatiert wurde, wodurch eine sehr dünne Kalziumschicht entstand.

Darüber hinaus wurden in der Antarktis Eierfossilien entdeckt, die möglicherweise zum Mosasaurier Antarcticoolithus bradyi gehören , sowie im westlichen Liaoning (China) embryonale Eier von Lycosauriern , bei denen es sich ebenfalls allesamt um Eier mit weicher Schale handelt.

Ökologische Wiederherstellung von Antarcticoolithus bradyi, einem in der Antarktis gefundenen Weichschalenei, das vermutlich von einem Mosasaurier gelegt wurde (Quelle: Wikimedia Commons)

Fossilien von Dinosaurier-Eiern enthalten eine Fülle von Informationen über die Evolution, Physiologie, Fortpflanzung und sogar das Aussterben der Dinosaurier. In Zukunft werden noch besser erhaltene Exemplare wie der Wächter Qianlong und neue Technologien unser Verständnis dieser ausgestorbenen Lebewesen zweifellos noch weiter vertiefen.

Quellen:

【1】Araújo, R., Castanhinha, R., Martins, RMS, Mateus, O., Hendrickx, C., Beckmann, F., Schell, N., Alves, LC, 2013. Lücken in der Phylogenie von Dinosaurier-Eierschalen schließen: Theropodengelege aus dem späten Jura mit Embryonen aus Portugal. Wissenschaftliche Berichte 3.1: 1924.

【2】Han, FL, Yu, YL, Zhang, SK, Zeng, R., Wang, XJ, Cai, HY, Wu, TZ, Wen, YF, Cai, SF, Li, C., Wu, R., Zhao, Q., Xu, X., 2023. Außergewöhnliche Fossilien aus der frühen Jurazeit mit ledrigen Eiern werfen Licht auf die Fortpflanzungsbiologie der Dinosaurier. National Science Review: nwad258.

【3】Horner, JR, 1999. Gelege und Embryonen zweier Hadrosaurier. Zeitschrift für Wirbeltierpaläontologie. 19.4: 607-611.

【4】Jackson, FD, Zheng, WJ, Imai, T., Jackson, RA, Jin, XS, 2018. Fossile Eier eines Neoceratopsiers (Mosaiceratops azumai) aus der oberkreidezeitlichen Xiaguan-Formation, Provinz Henan, China. Kreideforschung. 91: 457-467.

【5】Ji, Q., Wu, XC, Cheng, YN, 2010. Choristoderma-Reptilien aus der Kreidezeit brachten ihre Jungen lebend zur Welt. Naturwissenschaften. 97: 423-428.

【6】Ke, YZ, Wu, R., Zelenitsky, DK, Brinkman, D., Hu, JF, Zhang, SK, Jiang, HS, Han, FL, 2021. Ein großes und ungewöhnlich dickschaliges Schildkrötenei mit embryonalen Überresten aus der Oberkreide Chinas. Proz. R. Soc. B 288: 20211239.

【7】Kundrát, M., Cruickshank, ARI, Manning, TW, Nudds, J., 2008. Embryonen von Therizinosauroiden Theropoden aus der Oberkreide Chinas: Diagnose und Analyse von Ossifikationsmustern. Acta Zoologica. 89.3: 231-251.

【8】Kundrát, M., Coria, RA, Manning, TW, Snitting, D., Chiappe, LM, Nudds, J., 2020. Spezialisierte kraniofaziale Anatomie eines Titanosaurier-Embryos aus Argentinien. Aktuelle Biologie. 30.21: 4263-4269.

【9】Legendre, LJ, Rubilar-Rogers, D., Musser, GM, Davis, SN, Otero, RA, Vargas, AO, Clarke, JA, 2020. Ein riesiges weichschaliges Ei aus der späten Kreidezeit der Antarktis. Natur. 583.7816: 411-414.

【10】Norell, MA, Clark, JM, Demberelyin, D., Rhinchen, B., Chiappe, LM, Davidson, AR, McKenna, MC, Altangerel, P., Novacek, MJ, 1994. Ein Theropoden-Dinosaurierembryo und die Affinitäten der Flaming Cliffs-Dinosauriereier. Wissenschaft. 266.5186: 779-782.

【11】Varricchio, DJ, John, RH, und Jackson, FD, 2002. Embryonen und Eier des kreidezeitlichen Theropodendinosauriers Troodon formosus. Journal of Vertebrate Paleontology 22.3: 564-576.

【12】Wang, XL, Kellner, AW, Jiang, SX, Cheng, Einblick in die Lebensgeschichte eines Flugsauriers. Wissenschaft. 358.6367: 1197-1201.

【13】Zheng, WJ, Jin, XS, Xu, X., 2015. Ein Psittacosauriden-ähnlicher Neoceratopsier aus der Oberkreide Zentralchinas und seine Bedeutung für die basale Evolution der Ceratopsier. Wissenschaftliche Berichte 5: 1–9.

Autor: Wu Rui, Doktorand an der School of Earth Sciences, China University of Geosciences (Wuhan)

Gutachter: Han Fenglu, Außerordentlicher Professor, Fakultät für Geowissenschaften, China University of Geosciences (Wuhan)

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: China Science and Technology Press Co., Ltd., China Science and Technology Publishing House (Beijing) Digital Media Co., Ltd.