Fossil i Sydafrika er ældste bevis på, at pattedyrenes forfædre lagde æg

For mellem 280 og 200 millioner år siden opstod en gruppe dyr, som senere skulle give ophav til pattedyrene blandt andet mennesket.

Det var therapsiderne, som første gang blev beskrevet for mere end 150 år siden på baggrund af fossiler fundet i Sydafrika. Siden da er der gjort adskillige nye fund.

James Kitching, som var én af det 20. århundredes fremragende sydafrikanske fossiljægere, udgravede titusindvis af therapsider fra den tørre Karoo-regions klippeformationer. Han fandt også forstenede dinosauræg, men hverken han eller andre palæontologer efter ham fandt nogensinde æg fra therapsider.

Alligevel må de have eksisteret, for en del nulevende pattedyr (for eksempel næbdyret og myrepindsvinet) lægger æg.

Levendefødende eller æglæggende?

Med tiden begyndte James Kitching dog at tvivle: Måske lagde therapsiderne slet ikke æg? Måske var de, ligesom størstedelen af deres pattedyrsefterkommere, allerede 'vivipar', altså levendefødende.

Vi er forskere, der studerer uddøde dyr og de miljøer, de levede i for millioner af år siden, for at forstå livets udvikling.

I en ny videnskabelig artikel beskriver vi for første gang et fossiliseret æg med et bevaret embryo (foster) af en 250 millioner år gammel forfader til pattedyrene.

Fundet afgør endegyldigt, at therapsider rent faktisk var æglæggende (ovipare). Samtidig giver opdagelsen ny indsigt i denne dyregruppes formeringsbiologi og overlevelsesstrategier.

Et 20 år gammelt mysterium

Det fossile æg med embryo, som vi har undersøgt, blev fundet af palæontologen John Nyaphuli fra Bloemfontein i 2008. Fundet skete i nærheden af Oviston i Eastern Cape-provinsen i Sydafrika, og siden har det været opbevaret på Nationalmuseet i Bloemfontein.

Vi vidste, at fossilet tilhørte arten Lystrosaurus, som levede for mellem 252 og 250 millioner år siden, men vi vidste ikke, om arten lagde æg. Det voksne dyr har lignet en lille gris med nøgen hud, et skildpaddeagtigt næb og to nedadpegende stødtænder.

At det tog hele 20 år at påvise, at embryoet havde ligget i et æg, skyldes, at fossilet ikke bevarer nogen æggeskal. Kun et sammenkrøllet embryo er synligt.

Hvis der oprindeligt var en skal, har den sandsynligvis været læderagtig – eller også er den opløst med tiden. Kun de mest avancerede dinosaurer lagde æg med hård skal.

Så hvordan kunne vi fastslå, om det lille dyr oprindeligt havde udviklet sig inde i et æg?

Avanceret røntgen gav svaret

Svaret fandt vi ved hjælp af avanceret teknologi på European Synchrotron Radiation Facility i Grenoble i Frankrig.

Her anvendte vi en ekstremt kraftig røntgenkilde til at undersøge embryoets knoglers indre struktur. Under denne detaljerede billeddannelse afslørede fossilet sine hidtil skjulte hemmeligheder og, helt afgørende, det præcise udviklingsstadie.

Vi opdagede, at de nederste dele af næbbet ikke var fuldstændigt sammenvoksede. Dette udviklingstræk kendes i dag kun fra nulevende skildpadder og fugle, hvor kæbeknoglerne smelter sammen længe før klækning, så næbbet er stærkt nok til, at ungen kan gribe og knuse sin føde.

Det betød, at vores sammenkrøllede Lystrosaurus-embryo var dødt 'in ovo' (altså inde i ægget) tæt omsluttet af en blød, læderagtig æggeskal. Det var netop den type bevis, palæontologer i årtier har ledt efter.

Takket være den synkrotronbaserede undersøgelse af underkæben kunne vi således endelig fastslå, at embryoet faktisk tilhørte en Lystrosaurus-unge, som aldrig nåede at klække.

En berømt overlever

Hvad fortæller dette fund os om Lystrosaurus’ overlevelsesstrategi?

Lystrosaurus er en planteædende therapsid, berømt for at have overlevet den enorme masseuddøen for omkring 252 millioner år siden, hvor omkring 90 procent af alt liv på Jorden forsvandt.

Livet var tæt på at ophøre helt, hvilket gør denne hændelse til den næstvigtigste i livets historie, kun overgået af selve livets opståen.

Hvordan Lystrosaurus formåede at overleve, er stadig et fascinerende mysterium, men ægget giver et muligt fingerpeg:

Det fossil, vi beskriver, viser, at dyret lagde forholdsvis store æg i forhold til sin kropsstørrelse.

Store æg produceres af arter, der nærer deres embryoner med æggets blomme frem for mælk. Ungerne udvikler sig langt inde i ægget og klækkes på et fremskredent stadium.

Afgørende fordel

Til sammenligning lægger kloakdyr (næbdyr og myrepindsvin), som giver mælk til deres unger, små æg, fordi ungen først ernæres efter klækning. Den store ægstørrelse peger dermed på, at Lystrosaurus ikke gav mælk til sine unger.

Endnu vigtigere for forståelsen af Lystrosaurus’ overlevelsesstrategi peger dette i to afgørende retninger:

For det første var ægget mindre udsat for udtørring. Jo større et æg er, desto mindre er dets overfladeareal i forhold til volumen, og derfor ville Lystrosaurus-æggene have mistet mindre vand gennem deres læderagtige skal end andre samtidige arters æg.

I et tørt klima under og umiddelbart efter masseuddøen var dette en afgørende fordel, især fordi æg med hård skal først udviklede sig mindst 50 millioner år senere.

For det andet peger et stort æg på, at Lystrosaurus sandsynligvis var prækoceal, hvilket vil sige, at ungerne klækkede på et avanceret udviklingsstadie.

De nyklækkede unger var store nok til selv at finde føde, løbe fra rovdyr og hurtigere blive kønsmodne, så de tidligt kunne formere sig.

Hurtig vækst, tidlig reproduktion og effektiv formering var nøglerne til Lystrosaurus’ overlevelse.

Identifikationen af dette fossile æg bidrager til en dybere forståelse af pattedyrenes reproduktive biologi og laktationens oprindelse (mælkeafsondring fra brystkirtlerne, red.) samt af Lystrosaurus’ overlevelsesstrategi under den mest ødelæggende biologiske krise i Jordens historie.

Denne indsigt er også vigtig for bedre at forstå, hvordan moderne arter kan klare sig under den igangværende sjette masseuddøen.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.