認識できるのは形だけだと思う人もいるかもしれませんが、古生物学者は恐竜の羽毛の化石から分子情報を抽出することもできるようになりました。今回、研究チームは、ジュラ紀の小型恐竜の羽毛がどのタンパク質構成要素で作られているかを発見した。研究者らの報告によると、バネ素材の組成は飛行に適したバージョンへの移行を反映しています。
それは現在、数多くの発見から明らかになっており、多くの恐竜種には羽毛が生えていた。微細な構造は動物を暖めたか、おそらく求愛行動に役割を果たしたと考えられます。しかし、ある時点で、いくつかの種は空中に上がることができる羽毛を発達させました。鳥の祖先は最終的に恐竜から進化しました。しかし、飛行に適した安定性があり、同時に柔軟な羽毛が最初に出現したのはいつでしょうか?これまで、研究者は主に羽毛化石の形態学的特性に焦点を当ててきました。ローリーにあるノースカロライナ州立大学のメアリー・シュバイツァー率いる古生物学者らは、さらに詳しく調査した。彼らは、先史時代の形態と現代の鳥の羽毛の違いについての洞察を得るために、化石の羽毛から古代の分子構成要素の痕跡を探した。 。
ビルディングブロックの残骸の跡
科学者らは、約1億6000万年前に現在の中国に生息していたアンキオルニス恐竜の特に保存状態の良い遺跡に焦点を当てた。したがって、それは、先史時代の鳥類の最も初期の既知の代表の1つと考えられている有名な始祖鳥よりも約1,000万年前に存在していた羽毛のある生き物でした。古生物学者が説明しているように、保存状態が良好だったことから、かつてのタンパク質の構成要素の痕跡が化石化した羽の残骸の中にまだ保存されているのではないかという期待が生まれました。彼らは、高解像度電子顕微鏡を使用して構造をターゲットにし、分子組成の痕跡を明らかにするためにさまざまな化学的および免疫学的手順をそれらに施しました。
探索は成功し、研究者らは実際に化石の羽毛構造からさまざまな形のケラチンの残骸を検出することができた。彼らの説明によると、現代の鳥の羽は主にベータケラチンで構成されており、爬虫類や鳥の皮膚、爪、くちばしにも見られるこのタンパク質の一種です。ただし、鳥の羽のバージョンは「通常の」ベータケラチンとは異なります。 「羽毛の進化のある時点で、ベータケラチン遺伝子の 1 つが変化し、結果として生じるタンパク質がわずかに小さくなりました。これにより羽毛の生物物理学が変化し、より柔軟になり、飛行の必須条件となりました」とシュバイツァー氏は説明します。 「この変化がいつ、どの動物で起こったのかを正確に特定できれば、恐竜から鳥類への移行の一環として、飛行能力がいつどのように進化したのかをよりよく理解できるようになるでしょう」と古生物学者は言う。
過渡期の形が生まれつつある
これに関連して、分析結果は次のことを示した。短縮型のベータケラチンはすでにアンキオルニスの羽毛に存在していた。どうやらこれらの恐竜は、新しい羽毛の特徴を可能にする遺伝的変化をすでに受けていたようだ。しかし、アンキオルニスのバージョンは現代の羽毛とは似ていなかった、と研究者らは報告している。恐竜の羽毛には現代のベータケラチンが含まれているが、そのほとんどはタンパク質の第3の形態であるアルファケラチンで構成されていることが判明した。研究者らによると、このタンパク質は現生の羽毛には少量しか見つからないため、この発見は驚きだったという。
シュバイツァーらの説明によれば、アンキオルニスの羽毛は進化の歴史における興味深い中間形態を表しているようだ。アンキオルニスはすでに重要な性質を持っていたが、羽毛を飛行に適したものにする分子的特徴のすべてをまだ備えていなかった。しかし、彼らが強調しているように、彼らの研究結果は古生物学における可能性のある道しるべでもあり、化石の分子研究が進化史における特徴や発生過程に関する重要な情報をどのように提供できるかを改めて示した。
出典: ノースカロライナ州立大学、 PNAS、doi: 10.1073/pnas.1815703116
