新しい地球科学研究により、現生両生類の起源を明らかにする三畳紀の化石が示される

博士候補者ベン・クリグマン率いるバージニア工科大学の古生物学者チームが、アリゾナ州で、その種としては最古のものとして知られる三畳紀のアシナシイア化石を最初に発見した。 この発見は、これまで化石が発見されていなかったアシナガバチ類の歴史的記録における約9000万年という大きな空白を埋めるのに役立ち、科学者らを困惑させている。

2023 年 1 月 25 日

イラストワーム

新しく発見された化石の中で最も小さなものは、古生物学者が私たちの歴史について知っていることを覆す可能性があります。

バージニア工科大学と米国の古生物学者チーム化石の森国立公園などは、最初の「紛れもない」三畳紀のアシナガバチの化石（既知の最古のアシナガバチの化石）を発見し、この小さな穴を掘る両生類の記録を約3,500万年延長した。 この発見はまた、この両生類のような生き物の既知の歴史的化石記録における少なくとも8,700万年の空白を埋めるものである。

この化石は、2019年のアリゾナ州化石の森国立公園での発掘中に、バージニア工科大学理学部地球科学科の博士課程の学生であるベン・クリグマンによって初めて共同発見された。クリグマンによって、この化石はファンクスバーミス・ギルモレイと名付けられた。アシナガバチ類の歴史は 3,500 万年前、およそ 2 億 5,000 万年から 2 億年前の三畳紀まで遡ります。

本日ネイチャー誌に発表されたこの新しい研究以前には、約1億8,300万年前のジュラ紀前期に遡るアシナシイ科の化石の出現は10件しか知られていなかった。 しかし、クリグマン氏によると、これまでのDNA研究では、アシナガバチ類の進化の起源は約3億7000万年から2億7000万年前の石炭紀またはペルム紀にまで遡ると推定されており、その8700万年のギャップがあるという。 しかし、そのような化石は発見されていませんでした。

「最古のアシナガバチ類の化石の発見は、新しい化石証拠の重要な性質を浮き彫りにしている。古生物学と進化における最大の未解決の問題の多くは、このような化石なしでは解決できない」と、以前に2億2000万年前の化石を発見したクリグマン氏は述べた。キノドン類または有茎哺乳類の種で、現代の哺乳類の前駆体です。 「アシナガバチの化石は非常にまれであり、古生物学者が他のより一般的な動物の化石を探しているときに偶然発見されました。私たちの発見はまったく予想外で、私の科学的興味の軌道を変えました。」

つるはしを持つ男

この化石の発見は、2019年にクリグマン・化石の森国立公園の学生インターンで、現在は博士号を取得しているザビエル・ジェンキンスによってなされた。 アイダホ州立大学の学生で、二人は公園の愛称サンダーストームリッジからの化石堆積物を顕微鏡で処理していた。 クリグマン氏によると、ファンクスバーミスは、アリゾナ州が超大陸パンゲア大陸の中央部の赤道近くに位置していた約2億2000万年前のシンル層の地層で発見されたという。 当時この地域は高温多湿な気候にさらされていました。 今日のアリゾナはまだ暑いですが、湿度は低いです。

「特徴的な二列の歯を持つ最初の顎を顕微鏡で見たとき、背中に悪寒が走った」とクリグマン氏は語った。 「私たちはそれがアシナガバチであり、これまでに発見された最古のアシナガバチの化石であり、一生に一度の発見であるとすぐに分かりました。」

この発見に先立って、化石記録の8,700万年という空白期間がアシナガバチ類の初期の進化の歴史を隠しており、科学者の間でアシナシイタケとその両生類の親戚であるカエルやサンショウウオとの関係について数十年にわたる議論が巻き起こった。

「Funcusvermis は、既知のすべての化石および現生アシナガバチに見られる湿潤な赤道域での発生パターンを拡張しており、アシナガバチの生物地理学的歴史は、おそらく湿度に関連する生理学的制約によるものであり、また、アシナガバチの漂流によって制約されるこれらの生態学的環境への制限によって導かれてきたことを示唆しています。」パンゲアの分裂後、大陸プレートが湿潤赤道帯に出入りする現象が起きている」とクリグマン氏は語った。

現代のアシナガバチ類は手足のない両生類で、円筒形の体と、地下に穴を掘るのに役立つコンパクトな弾丸型の頭蓋骨を持っています。 現在、中南米、アフリカ、南アジアのみに生息するアシナガバチは、落葉や土の中に穴を掘って、ミミズや昆虫などの獲物を探して一生を過ごします。 この地下の存在により、科学者にとってアシナガバチの研究は困難になっています。 クリグマン氏は、冗談めかして現生アシナシイロアシナガバチを「虫の体をした目のない靴下人形」と表現している。

顕微鏡で見る骨

Funcusvermis は実際、初期のカエルやサンショウウオの化石とより関連した骨格的特徴を共有しており、アシナガバチ類とこれら 2 つのグループの共通の起源と密接な進化的関係の証拠を強化しています。 Funcusvermis はまた、古生物学者に両生類の触脊椎類として知られる古代の両生類のグループと骨格的特徴を共有しています。 クリグマン氏はさらに、「現生のアシナシラ類とは異なり、Funcusvermis には地下に穴を掘ることに関連する多くの適応が欠けており、これはアシナガバチ類の進化の初期段階で地下生活に関連する特徴の獲得が遅いことを示している」と付け加えた。

さて、ここからが楽しい部分です。属名の「Funcusvermis」は、オハイオ・プレイヤーズのアルバム「Pleasure」に収録されている1972年の曲「Funky Worm」からインスピレーションを得たもので、サンダーストーム・リッジで化石を発掘しているときによく演奏された著者のお気に入りの曲です。 「Funcus」は、ダンス ミュージックの陽気でリズミカルな形式を表す英語の「Funky」をラテン語化したものに由来し、「vermis」はラテン語で虫を意味する単語に由来しています。 （ところで、これは素晴らしい曲です。いわばインスタントイヤーワームです。）

種小名の gilmorei は、フィラデルフィアのドレクセル大学自然科学アカデミーのコレクションマネージャーであるネッド・ギルモアに敬意を表しています。 （クリグマン氏はフィラデルフィア出身で、学部生としてギルモア氏の爬虫類学ウェットコレクションにボランティアとして参加した。「彼は化石や両生類への私の興味を刺激する重要な指導者だった」とクリグマン氏は語った。）

この研究の共著者には、バージニア工科大学地球科学部の助教授ミシェル・ストッカー氏と准教授スターリング・ネスビット氏、およびフラリン生命科学研究所の一部であるグローバル・チェンジ・センターのメンバーが含まれる。 他の著者には、主任古生物学者のアダム・マーシュが含まれます。 マシュー・スミス、博物館学芸員。 化石の森国立公園の科学・資源管理責任者ウィリアム・パーカー氏。 そしてワシントン大学バーク博物館および生物学部の博士研究員ブライアン・ジー氏。

「同名の歌にもあるように、これは世界で最もファンキーな虫だ」とマーシュは冗談めかして言った。

ストッカー氏はさらに、「私たちが何を収集するかによって、どの動物が存在していたのか、何匹いたのか、どのように見えたのかについて何が言えるかが決まります。化石の収集と分析にこれらの方法を使用しなければ、私たちはそれを知る機会を逃すことになるでしょう」と付け加えた。 「この三畳紀の生態系には多くの重要な側面があります。どの骨を探すべきか、どのように探すかについての検索画像が得られたので、他のどのような化石産地でこれらの初期の陸生両生類が保存されているかを見るのは興奮するでしょう。」

ネスビット氏は、このような発見は、最良の意味で、古生物学に関するゲームボードをリセットする可能性があると述べた。 「この発見は、かろうじて見ることができるいくつかの化石が、今日見ることができるグループ全体に対する私たちの理解を大きく変える可能性があることを明確に示しています」と彼は言いました。

2019年に最初の発見が行われた化石の森国立公園では、2022年夏の時点で少なくとも70個体のフンカスバーミスの下顎が回収されており、この地域は「これまでに発見された中で最も豊富なアシナガバチを産生する骨層の化石」となっている。クリグマン氏は語った。

クリグマン氏によると、フンカスバーミスの骨は上顎と下顎、椎骨、後肢の一部を含む数個しか見つかっていないという。 発見された骨はすべて、完全な骨格ではなく、関節がバラバラだった。 完全な骨格がなければ、クリグマンと同僚の研究者らはファンクスバーミスの体長を正確に決定することはできないが、下顎の長さが1/4インチ未満であるなど、個別の要素からの推論は、ファンクスバーミスが小さな動物であったことを示している。

「2017年の発見以来、サンダーストームリッジ遺跡では、淡水ザメから恐竜に至るまで60種以上の多様な動物が生息している」とクリグマン氏は語った。 「この遺跡で発見された他にもいくつかの新種が最近記載されています。この遺跡からの他の多くの新種は現在研究中であり、今後数年以内に発表される予定です。」

言い換えれば、化石の歴史について古生物学者が知っていることがさらに覆されることが十分に期待できます。

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