Opmerkelijk genoeg blijkt de ontwikkeling van de embryonale schedel over miljoenen jaren nauwelijks veranderd te zijn.

Meer dan veertig jaar geleden troffen onderzoekers in de Zuid-Afrikaanse provincie Vrijstaat bijzondere dinosauruseieren aan. De eieren bleken te behoren tot de iconische dinosaurus Massospondylus; een vijf meter lange herbivoor die 200 miljoen jaar geleden over de Zuid-Afrikaanse vlaktes zwierf. “De eieren zijn ongeveer 195 miljoen jaar oud,” vertelt onderzoeker Kimberley Chapelle aan Scientias.nl. Daarmee zijn dit de oudste eieren van dinosaurussen die ooit zijn gevonden.

Meer over de Massospondylus
De Massospondylus is een plantenetende dinosaurus uit de groep van de Sauropodomorpha. Ze leefden zo’n 200-185 miljoen jaar geleden tijdens het vroege Jura. Massospondylussen konden zo’n vier meter lang worden, waardoor ze relatief klein waren binnen de groep van langnekkige dinosauriërs. In de loop van de tijd zijn er verschillende fossiele eieren van een Massospondylus gevonden, waarbij sommige zelfs nog complete embryo’s herbergden. Opvallend is hoe klein deze eieren zijn – vaak zo rond de zes centimeter groot – terwijl volwassen dieren zoals gezegd wel vier meter lang konden worden. Dit wijst er dan ook op dat de jongen mogelijk in hoog tempo groeiden. Ook de onderlinge verhoudingen van de lichaamsdelen van de embryo’s en een volwassen exemplaar verschillen. De gevonden fossiele embryo’s beschikken namelijk over een korte staart, lange voorpoten en een grote kop, terwijl een volwassen Massospondylus juist een lange staart, korte voorpoten en een opvallend kleine kop had. Waarschijnlijk werden deze dino’s zo’n zeventien jaar oud, al zijn er ook exemplaren gevonden die de hoge leeftijd van wel zeventig jaar wisten te bereiken.

Hoewel onderzoekers stonden te popelen om de eieren aan een nadere inspectie te onderwerpen, bleek dit decennia lang onmogelijk. Dat komt omdat de eieren erg kwetsbaar en klein zijn. En dus lagen ze lange tijd op de plank. Totdat Chapelle samen met haar collega’s de eieren naar de European Synchrotron Radiation Facility brachten; een onderzoeksfaciliteit gevestigd in het Franse Grenoble. Hier staat de krachtigste bron van synchrotronstraling van Europa, een elektronen-synchrotron met een energie van 6 GeV per elektron. De elektronen reizen met de snelheid van het licht en zenden krachtige röntgenstralen uit die gebruikt kunnen worden om materie – inclusief fossielen – te scannen zonder deze te beschadigen. De embryo’s binnenin de dinosauruseieren werden op deze manier met ongekend detail geopenbaard, waarbij zelfs elke individuele botcel zichtbaar werd.


Beschrijving
Dankzij deze gedetailleerde röntgenfoto’s konden de onderzoekers voor het eerst de dinosauruseieren op ongekende wijze analyseren en bovendien een prachtige blik binnenin werpen. “De eieren zijn sub-bolvormig en hebben een diameter van ongeveer 7 centimeter,” beschrijft Chapelle. “Deze leg bevatte zeven eieren, waarvan we er in drie resten van embryo’s aantroffen. Er zijn echter meer dan dertig eieren gevonden in hetzelfde nest. Aangenomen wordt dat Massospondylussen elke keer naar dezelfde locatie terugkwamen om hun eieren te leggen.”

Enkele van ’s werelds oudste bekende dinosauruseieren en embryo’s. Afbeelding: Brett Eloff

Met de nieuwe gegevens bij de hand zijn de onderzoekers erin geslaagd om een 3D-model te maken van de slechts twee centimeter grote schedeltjes van de babydinosaurussen. En hieruit rolde een aantal opvallende bevindingen, zo valt te lezen in het vakblad Scientific Reports. Allereerst blijkt dat de ontwikkeling van de schedel op dezelfde manier verloopt als die van nog levende verwanten, zoals krokodillen, kippen, schildpadden en hagedissen. Dit betekent dat deze ontwikkeling in de afgelopen 200 miljoen jaar niet is veranderd. “Het is enigszins opmerkelijk dat in miljoenen jaren van evolutie de manier waarop de schedel zich in het ei ontwikkelt min of meer hetzelfde is gebleven,” zegt Chapelle. “De vraag is nu hoe ver dit teruggaat en of het ook geldt voor andere gewervelde dieren.”

Veel jonger
Maar dat is niet de enige opvallende conclusie. “Wat me het meest verbaasde was hoeveel jonger de embryo’s waren dan geschat,” vertelt Chapelle desgevraagd. Tot nu toe werd gedacht dat de embryo’s vlak voordat ze uit hun ei zouden zijn gekropen, waren overleden. Maar door de ontwikkeling van de schedels van de babydinosaurussen te vergelijken met die van nog levende verwanten blijkt dat ze pas net iets over de helft van hun ontwikkeling waren toen ze stierven: op ongeveer 60 procent.


Aquarel van de dinosaurusembryo’s van Massospondylus. Het eerste embryo is zo’n 17 procent ontwikkeld, embryo twee 60 procent en embryo drie 100 procent. Afbeelding: Mélanie Saratori

Daarnaast ontdekten de onderzoekers nog iets opmerkelijks aan de tanden in de zich ontwikkelende kaken van de embryo’s. “Ze blijken twee soorten tanden te hebben,” zegt Chapelle. Enerzijds beschikten de babydino’s over hele eenvoudige, driehoekige tanden die nog voor de geboorte verdwijnen, net zoals bij hedendaagse gekko’s en krokodillen. Anderzijds ontdekten de onderzoekers een rijtje tanden die vergelijkbaar waren met die van volwassen dieren. Met deze tanden zouden de babydinosaurussen dan ook zijn geboren. “Ik was heel verrast toen ik ontdekte dat deze embryo’s niet alleen al tanden hadden, maar ook nog eens over twee soorten tanden beschikten,” zegt Chapelle. “De tanden zijn zo klein; ze variëren van 0,4 tot 0,7 mm breed. Dat is kleiner dan de punt van een tandenstoker!”

Vervolgonderzoek
De onderzoekers zijn erg enthousiast over hun bevindingen. Want met geen enkele andere CT-scanner in de wereld hadden ze soortgelijke ontdekkingen kunnen doen. Ze laten het onderwerp dan ook nog niet los. “Ik zou graag meer dinosauruseieren uit hetzelfde nest willen bestuderen – en daar liggen er nogal wat – om te zien of we verschillende stadia van embryo’s kunnen ontdekken,” somt Chapelle op. “Daarnaast zou ik ook graag dezelfde methode toepassen op eieren van andere dinosaurussen om te zien of we op vergelijkbare patronen stuiten. En ten slotte zou ik de tanden van de embryo’s uit de huidige studie nog grondiger en zorgvuldiger willen analyseren.”

Overigens is het niet voor het eerst dat wetenschappers gluren in de eieren van dinosaurussen. Ook de eieren van de zogenaamde oviraptoriden zijn eerder – al hoewel niet in zulk detail – bestudeerd. Deze opmerkelijk goed bewaard gebleven eieren onthullen de overeenkomsten tussen de uitgestorven oviraptoriden en moderne vogels. De eieren bleken zich namelijk allemaal in verschillende ontwikkelingsstadia te bevinden, terwijl ze wel allemaal tegelijkertijd door een vrouwelijke oviraptoride zijn gelegd. Wat dat betreft komt dit overeen met moderne vogels die ook op verschillende tijdstippen uit hun ei kruipen.