Amikor a tojásra gondolunk, nagy valószínűséggel egy oldalról nézve nagyjából ellipszis alakú, egyik végén tompább, másik végén hegyesebb forma jut eszünkbe, hiszen az általunk leggyakrabban látott tojás, a tyúké így néz ki. De ha egy kicsit körülnézünk az élővilágban, kiderül, hogy a tyúkok tojásai egyáltalán nem tipikusak. A kolibrik tojásai úgy néznek ki, mint egy-egy Tic Tac, a baglyok közel tökéletes gömböket tojnak, a szalonkák kicsinyei pedig kúp alakú objektumokból kelnek ki.

Mary Caswell Stoddard, a Princeton evolúciós biológusa több száz faj tojásait vizsgálta meg és mérte le, és eredményei alapján a leggyakoribb tojástípus sokkal hegyesebb, mint a tyúk tojása. Stoddard adatai egyben annak megfejtésében is segíthetnek, hogy miért olyan alakúak a tojások, amilyenek. Ezt a kérdést ugyanis komoly tudományos vita övezi évtizedek óta.

A kutatók egy része szerint a sziklafalakra fészkelő madarak tojásai azért nagyon hegyesek, mert így nehezebben bucskáznak le a mélybe. Mások az aszimmetrikus tojásformákat azzal indokolják, hogy ezeket könnyebb szorosan egymás mellé helyezni, így a tojók hatékonyabban költhetik ki utódaikat. Megint mások szerint a gömbölyűbb tojások nehezebben törnek, és relatíve kevesebb héj szükséges szükséges hozzájuk, ami hasznos lehet azon madarak számára, amelyek étrendjében kevés a kalcium.

Elméletből tehát rengeteg különböző létezik a tojások formájával kapcsolatban, meggyőző bizonyítékok azonban egyiket sem támasztják alá. Stoddard a rejtély megfejtése érdekében L. Mahadevan harvardi biofizikussal kezdett együtt dolgozni, aki különböző biológiai objektumok formálódását és mozgásait vizsgálja. Az adatok elemzése után kiderült a szakértők számára, hogy minden tojás leírható két egyszerű jellemzővel: hogy mennyire aszimmetrikus és mennyire elliptikus.

Ezen tényezők megállapítása után minden létező tojás felvihető egyetlen egyszerű grafikonra. A kutatók ezt meg is tették, és végül 1400 különböző faj tojásait vitték fel az ábrára. A tojások méricskélése közben a kérdéses fajokkal kapcsolatban egy sor más adatot is rögzítettek a szakértők. Feljegyezték a jellemző testtömeget, az egyszerre tojt tojások számát, az étrend jellemzőit, a fészek helyét, az állatok növekedési ütemét, az éghajlatot, ahol honosak, és egy sor más érdekességet.

Amikor ezeket az adatokat összevetették a tojások jellemzőivel, kiderült, hogy egyes tényezők megmagyarázzák a tojások méretét. A nagyobb madarak például jellemzően kevesebb, de nagyobb, és hosszúkásabb tojást tojnak. A kutatók nagy meglepetésére azonban egyetlen faktort sem sikerült összefüggésbe hozni a tojások formájával. Ami azt sugallta, hogy a már említett teóriák hibásak, és a például a sziklafalakon fészkelő madarakra nem is jellemzők az átlagosnál hegyesebb tojások.

Végül egyetlen tényezőt sikerült azonosítani, amely a jelek szerint meghatározza a tojások alakját. Ez pedig a madarak repülési képessége, amelyet a madarak szárnyainak vizsgálatával lehet számszerűsíteni. Stoddard és Mahadevan adatai szerint minél jobb repülő egy madár, azaz minél hosszabb a szárnycsúcsa szárnya többi részéhez képest, annál valószínűbb, hogy erősen aszimmetrikus és elliptikus tojásokat tojik.

Ez a tendencia mind a madarak közt általában, mind a szűkebb csoportokban megfigyelhető. A kolibrik például remekül repülnek, de legközelebbi rokonaik, a fecskék még inkább a levegő bajnokai. És míg a kolibrik tojásai szimmetrikusak, a fecskék tojásai hegyesebbek. A baglyok többsége közel gömb alakú tojásokat tojik, a legjobban repülő fajok, például a gyöngybaglyok azonban elliptikusabb tojásokkal rendelkeznek. A pingvinek repülni ugyan nem tudnak, de úszás közben gyakorlatilag a víz alatt szállnak, és ezt tojásaik is tükrözik. A fiókák aszimmetrikus, hegyes tojásokból kelnek ki.

A jól repülő madarak aszimmetrikus tojásaira valószínűleg ezek keletkezési módja a magyarázat. A tojás formálódása során először egy petesejt egyesül egy nagyrészt zsírból álló csomóval (ebből lesz a sárgája), majd elindul kifelé a rugalmas petevezetéken keresztül. Itt termékenyül meg a hímivarsejt által, majd körülveszi a fehérje, arra pedig két réteg membrán kerül, amelyekre kívülről rárakódik a héj anyaga. A tojás szempontjából érdekes módon nem a héj, hanem membránok formája lesz a meghatározó: ha a héjat leoldjuk az objektumról, a tojás akkor is megőrzi alakját.

De mi formálja a membránokat? A madarak helyhiánnyal küzdenek: minél jobban repülnek, annál szorosabban simulnak össze belső szerveik, hogy áramvonalasabb testre tegyenek szert. Emiatt a petevezeték egyre szűkebbé válik, ami korlátozza a kialakuló tojások szélességét. Az adott térfogat megőrzése érdekében ezért a jobban repülő fajok tojásai hosszabbak és hegyesebbek lesznek.

Stoddard úgy véli, hogy a hegyes tojásforma az áramvonalas test nem várt következménye. Szerinte nem véletlen az sem, hogy az ősi dinoszauruszok közül csak a Maniraptora csoport kistermetű, két lábon járó, tollas vadászai – pl. a velociraptorok – raktak hosszúkás tojásokat, akik közt a madarak közvetlen felmenőit is találjuk.

Az ugyanakkor továbbra sem teljesen világos, hogy mi történik a madarak petevezetékében a hosszú út során. Mahadevan és tanítványai számítógépes modellekkel próbálják megfejteni, hogy az ottani körülmények hogyan befolyásolják a tojás alakját, és egyelőre ott tartanak, hogy két tényező különösen fontos a végeredmény szempontjából: a formálódó tojásra eső nyomás és hogy a membránok vastagsága mennyire egységes a petesejt körül. Ezen két faktor variálása révén gyakorlatilag minden természetes tojásforma létrehozható.