奇妙な古代の爬虫類の食性が判明、まるで芝刈り機

頭はかなづち形、横長の口の前歯で海藻をこそげとっていたことが明らかに

2016.05.11
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新たに発見された、かなづち形の頭部を持つ海生爬虫類の化石。
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 かなづち形の頭をした動物といえば、獲物を求めて海を回遊する肉食性のシュモクザメが頭に思い浮かぶかもしれない。しかし、似たような頭を持つある古代動物は、獲物を狩るのではなく、ギザギザした歯を使って藻を食べていた初期の草食動物だったことが5月6日付けの学術誌『Science Advances』に発表された。

 この古代生物は中国南西部の雲南省で2億4300万年前の化石として発見されたもので、魚ではなく爬虫類だ。草食性の海生爬虫類としては最も古い種にあたる。このたび、新たに頭部の形状がよくわかる化石が見つかった。「今回の発見には本当に驚かされました」と英スコットランド国立博物館の古生物学者、ニック・フレイザー氏は言う。

 この生物の化石が最初に発掘されたのは2014年のことだ。全長3メートルという長い体、短い首、海での生活に適したひれ足などは、一般的な三畳紀の海生爬虫類とよく似ていた。しかしその口には針のように尖った歯がびっしりと並んでおり、研究者たちを釘付けにした。

 当時の研究チームは頭骨の形から判断して、口吻がフラミンゴのくちばしのように下向きに曲がっていたのだろうと考えた。アトポデンタトゥス・ウニクス(Atopodentatus unicus、ラテン語で「独特の奇妙な歯」の意)と名付けられたこの生物は、口吻で海底を掘って小型の甲殻類などを捕獲し、オキアミを食べるクジラのように、細い歯でこし取っていたのだと思われていた。

「2014年に発表されたこの仮説は、ひとつしかない化石の標本から導き出されていました。化石の状態は決して悪くはありませんでしたが、頭骨の前方がややつぶれており、正確にどういう作りになっているのかを判断するのは困難だったはずです」とフレイザー氏は言う。

大量絶滅からの生命の爆発的復活

 新たに見つかったアトポデンタトゥスの化石は、最初の化石と特徴がほぼ一致したが、明らかに異なっている部分がひとつあった。かなづちのような頭だ。

 幅が11.4センチしかないこの頭骨をくわしく調べたところ、横に長い口先の前側には、鑿(のみ)のような形状の大きな歯が一列に並び、顎の奥に近い部分には薄い歯が並んでいることがわかった。

「化石を見ただけで、どういう働きをしていたのかを推し量るのは容易ではありません。そこで粘土と楊枝を使って、顎に歯が並んだ状態を再現してみたのです」

 その結果、アトポデンタトゥスは初期の草食動物だったという結論に達した。

三畳紀のアトポデンタトゥス・ウニクスが藻を食べる様子を描いた想像図。
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 ペルム紀の大量絶滅の後、三畳紀になって登場した種の大半は肉食性だった。しかしアトポデンタトゥスはその大きな前歯と幅広い口で、海底に生えた藻をこそげ取っていた。そして大量の藻を水と一緒に吸い込み、それをびっしりと並んだ歯のすき間で濾して、藻だけを口の中に残したのだ。

「この化石が見つかるまでは、そんな食べ方をする生物がいるとは誰も考えていませんでした」と米バージニア工科大学の古生物学者、スターリング・ネズビット氏は言う。「いうなれば海底の芝刈り機です。こんな生物は現代にも存在しません」

 アトポデンタトゥスが生きていたのは、ペルム紀の大量絶滅から約600万年後という特殊な時代だ。この地球史上最大規模の絶滅では、全海生生物の95%が滅びた。(参考記事:「ペルム紀大絶滅、わずか20万年で」

「一般的には、これほどの規模で生物が絶滅すると、回復までにはある程度の時間がかかっただろうと考えるのが普通です」とフレイザー氏は言う。しかし中国で見つかる化石からは、生物の数が急速に回復して数多くの新しい種が生まれ、さまざまな環境に適応していった様子が伺える。

「三畳紀の化石を探すにあたっては、『想定外を想定』することが肝要です。この時代は、爬虫類にとってはいわば実験的な期間でした。大量絶滅の後、爬虫類は急速に進化し続け、その結果奇妙な形態の種がいくつも登場しました」(参考記事:「2.8億年前のヘンな両生類化石が続々、ブラジル」

 このように生命が爆発的に復活したために、新しく出現した海藻を食べるという、それ以前には見られなかったアトポデンタトゥスの特徴が進化したのかもしれない。

「ペルム紀大量絶滅の影響は、脊椎動物に限らず、すべての生命に及びました。食料となり得る植物もまた、独自の進化を遂げていたのです。ですから、アトポデンタトゥスが食べていた藻は、大量絶滅ののちに、いたるところに生えるようになったものなのかもしれません」

さまざまな「かなづち頭」たち

 ではその他の動物は、なぜ、どのようにして草食の生活に適応していったのか、また、かなづち形の頭部を持つ生物は、なぜ地球に何度も登場してきたのだろうか。

 研究者らによると、三畳紀後期に生息していたヘノドゥスというカメのような爬虫類もまた、アトポデンタトゥスと似た食べ方をしていたそうだが、頭部はかなづち形ではなかった。

 一方で、かなづち形の頭部が進化した動物もいたが、その形状の理由は大きく異なっていた。たとえば2億7000万年前頃に生息していたディプロカウルスという両生類は、ブーメラン形の頭部を利用して水中で揚力を得ていた。

 そして現代、かなづち頭の代表的な存在であるシュモクザメは、幅広い頭部を活かして効率的に狩りをすると考えられている。頭部の両脇についた目で周囲を360度見渡し、横に張り出した部分には微細な電気を感知する器官があり、獲物を追跡するのに役立つ。(参考記事:「シュモクザメの立体視覚は人間並み」

 フレイザー氏のチームは、雲南省での発掘をさらに継続し、アトポデンタトゥスの奇妙な頭部が、古代の生態系にどのように適応していたのかを詳しく調べたいとしている。

「新種は常に見つかるものですし、新種がいくつか集まってくると、今度はその関連性や、さらには生態系についての研究も始められます。やれることはまだ山ほどあります。今回の発見は、おそらく氷山のほんの一角でしょう」とフレイザー氏は言う。

文=Adam Hoffman/訳=北村京子

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