250 miljoen jaar oud fossiel bewijst dat voorouders van zoogdieren eieren legden

Beeld: Deze reconstructie van een Lystrosaurus-embryo toont het kleine wezen in zijn gedeeltelijk bewaarde schaal. Credit: Sophie Vrard

Gedetailleerde beeldvorming van een 250 miljoen jaar oud fossiel heeft het eerste bewijs opgeleverd dat de voorouders van zoogdieren eieren legden. De ontdekking geeft antwoord op een al lang bestaande vraag over de voortplantingsbiologie van onze voorouders en geeft een idee over hoe ze erin slaagden te gedijen in de nasleep van de grootste massa-uitsterving in de geschiedenis van de aarde.

Wetenschappers gingen er al lang van uit dat de voorouders van zoogdieren – een groep die bekend staat als de therapsiden – eieren legden, net zoals de huidige vogelbekdieren en mierenegels dat doen. Maar ze beschikten niet over direct bewijs daarvan in het fossielenbestand.

In een nieuwe studie analyseerden Julien Benoit van de Universiteit van Witwatersrand in Johannesburg, Zuid-Afrika, en zijn collega's drie exemplaren van gesteentes die fossielen bevatten van een therapside die bekendstaat als Lystrosaurus. Het team gebruikte röntgen-microcomputertomografie (CT) en synchrotronstraling-computertomografie (SRCT) om de botten in de gesteenten op een niet-invasieve wijze te onderzoeken.

De drie exemplaren vertegenwoordigen licht verschillende ontwikkelingsstadia kort voor of na de geboorte. Volgens de auteurs wijzen meerdere aanwijzingen erop dat de biologisch jongste Lystrosaurus zich nog in zijn ei bevond toen hij stierf. Zo komen de afmetingen van de gesteenteklomp waarin hij bewaard is gebleven overeen met die van een ei. Ook de opgerolde houding van het embryo volgt een eivormige contour, net als die van een ei. De losse verbinding van het bekken, de wervels aan de basis van de ruggengraat en de ribben wijzen erop dat het bekken en het kraakbeen het gewicht van het dier nog niet konden dragen, zoals te verwachten valt bij een individu dat nog niet uit het ei was gekomen.

Het nieuw geïdentificeerde ei was groot in verhouding tot zijn eigenaar, de Lystrosaurus. Credit: Julien Benoit

Twee slagtanden en een snavel

Het belangrijkste is dat de nieuwe beelden laten zien dat de twee helften van de onderkaak bij het jongste Lystrosaurus-exemplaar nog niet waren vergroeid. Bij schildpadden en vogels groeit de onderkaak vóór de geboorte aan elkaar, waardoor het jong zichzelf kan voeden na het uitkomen. De niet-aaneengegroeide onderkaak van deze Lystrosaurus is daarom een andere aanwijzing dat het dier stierf terwijl het nog in het ei zat. De andere twee exemplaren vertonen tekenen dat ze iets volwassener waren. Het grootste exemplaar is bewaard gebleven in een uitgestrekte houding, wat aantoont dat het niet in een ei zat en een eind had afgelegd voordat het stierf.

De Lystrosaurus, een planteneter ter grootte van een varken met twee slagtanden en een snavel, was een van de weinige tetrapoden – gewervelde dieren met vier ledematen – die de massa-uitsterving in het Perm overleefde, wat zich ongeveer 252 miljoen jaar geleden voordeed en ongeveer 90 procent van de soorten op aarde uitroeide. In de nasleep van de uitsterving, op een planeet geteisterd door extreme schommelingen in het klimaat, met lange periodes van verzengende hitte en meedogenloze droogte, werd de Lystrosaurus het meest voorkomende landvertebraat in de omgeving.

Voortplanting door het leggen van eieren was mogelijk het geheim van zijn succes. Een reconstructie van het Lystrosaurus-ei wijst erop dat het relatief groot was. De schaal was waarschijnlijk zacht en leerachtig en fossiliseerde niet gemakkelijk, wat kan verklaren waarom wetenschappers tot nu toe geen sporen van therapsideneieren hebben gevonden. Grote eieren, met hun kleinere oppervlakte-volumeverhouding, zijn beter bestand tegen uitdroging – een zegen in droogteomstandigheden. Bovendien zijn de jongen van hedendaagse tetrapoden die grote eieren leggen, bij het uitkomen doorgaans beter ontwikkeld en in staat om voor zichzelf te zorgen, in vergelijking met jongen die zich in kleinere eieren ontwikkelen. Daarentegen moeten de jongen van zoogdieren – zelfs die van eierleggende soorten – na de geboorte nog een tijdje met melk worden gevoed.

De nieuwe bevindingen zijn van belang voor het begrip van het lot van soorten die onder druk staan in de veranderende wereld van vandaag. ‘Door te begrijpen hoe organismen in het verleden wereldwijde omwentelingen hebben overleefd, kunnen wetenschappers beter voorspellen hoe soorten vandaag de dag zouden kunnen reageren op aanhoudende milieustress’, aldus Benoit.