5億2000万年前の恐るべき肉食動物、ケリグマケラ(Kerygmachela kierkegaardi)の復元図。(Illustration by Rebecca Gelernter, Nearbirdstudios)
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 新たに見つかった5億2000万年前の肉食動物の化石を調べたところ、昆虫やエビ、カニなど複雑な脳をもつ節足動物の祖先が、これまでの説と異なるシンプルな脳をもっていたことがわかり、3月9日付けの学術誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に発表された。

 この動物はケリグマケラ(Kerygmachela kierkegaardi)というカンブリア紀中期の古代生物で、化石はグリーンランドでしか見つかっていない。体の左右に11対のヒレがあり、細長い尾と比べて頭部は丸みを帯びている。

 同じカンブリア紀に生きたアノマロカリスという巨大な肉食動物(節足動物)に似ているが、クマムシ(緩歩(かんぽ)動物)カギムシ(有爪(ゆうそう)動物)といった、体がより軟らかいグループに近い構造もあり、それら3つの動物群をまとめた「汎節足動物」の祖先に近い特徴をもつ生きものだ。(参考記事:「「生命大躍進展」に行ってみた。アノマロカリスも」

 論文の筆者の1人で、英国を拠点とする古生物学者のジェイコブ・ビンター氏は、ケリグマケラは頭の近くについた大きな付属肢で獲物を捕らえていたと説明する。「ほかの動物にとっては恐ろしい存在だったでしょうね」(参考記事:「カギムシが粘液を網のように噴射する方法を解明」

今回グリーンランドで発見された、保存状態の良いケリグマケラの化石。(Photograph by Tae Yoon Park, KOPRI)
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 過去に見つかったケリグマケラの化石は、体長は2.5センチから25センチほどで、風雨にさらされてもろくなっていた。しかし今回見つかったのは、そうした風化作用を初めて免れた化石であり、珍しいことに神経組織と眼の痕跡が残っていた。

 これが、汎節足動物について新たな発見をもたらした。

 現在の節足動物の脳は、前大脳、中大脳、後大脳という3つに分かれた構造をもっている。成長する過程を観察すると、初期の段階において別々の神経組織が何度か融合するプロセスを経ることから、節足動物は進化の当初から3つに分かれた脳をもつと考えられていた。しかし、研究チームがケリグマケラの脳を調べたところ、シンプルな構造の脳がひとつしか発見できなかったという。

 研究チームによると、汎節足動物のうち、クマムシの脳が、ケリグマケラと同じ構造をしているという。夜行性の待ち伏せ型捕食者であるカギムシの脳も、3つに分かれてはいない。(参考記事:「新種のクマムシを山形県で発見、慶応大」

 したがって、これらの動物と節足動物の共通の祖先はそもそも複雑な脳をもっていなかったと考えられるという。なお、脊椎動物も3つに分かれた脳を持っているが、それも元は単純な脳だったと論文では推測している。(参考記事:「脊椎動物の強力な武器「顎」はどのように誕生したのか」

ケリグマケラの頭部神経系組織。この新たな証拠は、汎節足動物の共通祖先には複雑な脳がなかったことを示唆している。(Photograph by Tae Yoon Park, KOPRI)
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クマムシの脳は別モノ?

 ただし、すべての科学者がこの論文に納得しているわけではない。クマムシの脳はまったく異なる起源をもっている可能性もあると言うのは、米アリゾナ大学の神経科学者、ニコラス・ストラウスフェルド氏だ。氏はこの論文には関与していない。(参考記事:「数珠繋ぎになった奇妙な化石」

「ケリグマケラとクマムシの脳が似ていると言うには、非常に慎重を期さなければなりません」とストラウスフェルド氏は注意する。「なぜなら、そうではない可能性を否定できないからです」。クマムシが複雑な構造の脳をもたないのは、口の周りを輪のように囲む神経が発達したからかもしれない。

 ビンター氏にとって、これは興味深い観点だ。いずれにせよ、祖先の生きものの神経系は現在の生物より単純だったということであり、したがって、それぞれが別々に何度も異なる進化を経て、3つに分かれた中枢神経系である脳をもつに至った歴史を示しているという。

「軍拡競争のような激しい競い合いによって、眼や複雑な脳など、異なる動物群に共通して見られる器官が進化したのです」(参考記事:「【動画】微生物が放つ渾身の一撃、ガトリング砲も」

文=Andrew Urevig/訳=山内百合子