Un nuovo studio suggerisce che i gusci d’uovo duro si sono evoluti almeno tre volte nell’albero genealogico dei dinosauri


La covata di ovuli ed embrioni di Protoceratops fossilizzati esaminati in questo studio è stata scoperta nel deserto del Gobi della Mongolia a Ukhaa Tolgod.

Nuove ricerche suggeriscono che i primi dinosauri deponevano le uova con guscio morbido – una scoperta che contraddice il pensiero consolidato. Lo studio, condotto dall’American Museum of Natural History e dall’Università di Yale e pubblicato sulla rivista Nature, ha applicato una serie di sofisticati metodi geochimici per analizzare le uova di due dinosauri non aviari molto diversi tra loro e ha scoperto che assomigliavano a quelle delle tartarughe per microstruttura, composizione e proprietà meccaniche. La ricerca suggerisce anche che le uova con guscio duro si sono evolute almeno tre volte in modo indipendente nell’albero genealogico dei dinosauri.

“L’ipotesi è sempre stata che l’uovo di dinosauro ancestrale fosse con guscio duro”, ha detto l’autore principale Mark Norell, presidente e curatore di Macaulay nella Divisione di Paleontologia del Museo. “Negli ultimi 20 anni abbiamo trovato uova di dinosauro in tutto il mondo. Ma per la maggior parte di essi rappresentano solo tre gruppi di dinosauri teropodi, che comprendono uccelli moderni, adrrosauri avanzati come i dinosauri a becco d’anatra e sauropodi avanzati, i dinosauri dal collo lungo. Allo stesso tempo, abbiamo trovato migliaia di resti scheletrici di dinosauri ceratopi, ma quasi nessuna delle loro uova. Allora perché le loro uova non si sono conservate? La mia ipotesi – e quello che abbiamo finito per dimostrare attraverso questo studio – è che erano dal guscio morbido”.

Le amnioti – il gruppo che comprende uccelli, mammiferi e rettili – producono uova con una membrana interna o “amnion” che aiuta ad evitare che l’embrione si secchi. Alcune amnioti, come molte tartarughe, lucertole e serpenti, depongono uova con guscio morbido, mentre altre, come gli uccelli, depongono uova con gusci duri e fortemente calcificati. L’evoluzione di queste uova calcificate, che offrono una maggiore protezione contro lo stress ambientale, rappresenta una pietra miliare nella storia delle amnioti, in quanto ha probabilmente contribuito al successo riproduttivo e quindi alla diffusione e alla diversificazione di questo gruppo. Le uova a guscio morbido raramente si conservano nelle registrazioni fossili, il che rende difficile studiare il passaggio dal guscio morbido a quello duro. Poiché i coccodrilli e gli uccelli moderni, che sono dinosauri viventi, depongono uova a guscio duro, questo tipo di guscio è stato dedotto per tutti i dinosauri non aviari.

L’esemplare di Protoceratops eccezionalmente conservato comprende sei embrioni che conservano scheletri quasi completi.

I ricercatori hanno studiato le uova fossili contenenti embrioni di due specie di dinosauro: Protoceratops, un dinosauro delle dimensioni di una grossa pecora che viveva in quella che oggi è la Mongolia tra i 75 e i 71 milioni di anni fa, e Mussaurus, un dinosauro dal collo lungo e erbivoro che è cresciuto fino a 6 metri di lunghezza ed è vissuto tra i 227 e i 208,5 milioni di anni fa in quella che oggi è l’Argentina. L’esemplare di Protoceratops eccezionalmente conservato comprende un gruppo di almeno 12 uova ed embrioni, sei dei quali conservano scheletri quasi completi. Associato alla maggior parte di questi embrioni – che hanno la spina dorsale e gli arti piegati – è coerente con la posizione che gli animali assumerebbero crescendo all’interno dell’uovo – è un diffuso alone bianco e nero a forma di uovo che oscura parte dello scheletro. Al contrario, due neonati di Protoceratops potenzialmente nati nell’esemplare sono in gran parte privi di aloni minerali. Quando hanno dato un’occhiata più da vicino a questi aloni con un microscopio petrografico e hanno caratterizzato chimicamente i campioni di uova con la microspettroscopia Raman ad alta risoluzione in situ, i ricercatori hanno trovato residui chimicamente alterati della membrana del guscio d’uovo proteico che costituisce lo strato di guscio d’uovo più interno di tutti i moderni gusci d’uovo di arcosauro. Lo stesso valeva per l’esemplare di Mussaurus. E quando hanno confrontato la firma di biomineralizzazione molecolare delle uova di dinosauro con i dati del guscio d’uovo di altri animali, tra cui lucertole, coccodrilli, uccelli e tartarughe, hanno determinato che le uova di Protoceratopo e Mussauro erano effettivamente non biomineralizzate e, quindi, coriacee e morbide.

“Si tratta di un’affermazione eccezionale, quindi abbiamo bisogno di dati eccezionali”, ha detto l’autrice dello studio e studentessa laureata di Yale Jasmina Wiemann. “Abbiamo dovuto inventarci una nuova procura per essere sicuri che quello che stavamo vedendo era come le uova erano nella vita, e non solo il risultato di qualche strano effetto di fossilizzazione. Ora abbiamo un nuovo metodo che può essere applicato a tutti gli altri tipi di domande, oltre a prove inequivocabili che completano il caso morfologico e istologico delle uova a guscio morbido di questi animali”.

Con i dati sulla composizione chimica e le proprietà meccaniche dei gusci d’uovo di 112 altri parenti estinti e viventi, i ricercatori hanno poi costruito un “super-albero” per tracciare l’evoluzione della struttura e delle proprietà del guscio d’uovo nel tempo, scoprendo che le uova con guscio duro e calcificate si sono evolute indipendentemente almeno tre volte nei dinosauri, e probabilmente si sono sviluppate da un tipo ancestralmente a guscio morbido.

Questo uovo fossilizzato è stato deposto da Mussaurus, un dinosauro dal collo lungo e mangia piante, cresciuto fino a 6 metri di lunghezza e vissuto tra i 227 e i 208,5 milioni di anni fa in quella che oggi è l’Argentina.

“Da un punto di vista evolutivo, questo ha molto più senso delle precedenti ipotesi, dato che sappiamo da tempo che l’uovo ancestrale di tutte le amnioti era morbido”, ha detto l’autore dello studio e studente laureato di Yale Matteo Fabbri.

“Dal nostro studio, possiamo anche dire che i primi arcosauri – il gruppo che comprende dinosauri, coccodrilli e pterosauri – avevano uova morbide. Fino a questo momento, la gente si è solo bloccata usando gli arcosauri – coccodrilli e uccelli – per capire i dinosauri”.

Poiché i gusci d’uovo morbidi sono più sensibili alla perdita d’acqua e offrono poca protezione contro i fattori di stress meccanici, come ad esempio un genitore che cova, i ricercatori propongono che probabilmente venivano sepolti in un terreno umido o sabbia e poi incubati con il calore della materia vegetale in decomposizione, similmente ad alcune uova di rettile odierno.

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