中国南部で、古生物学者らは、保存状態の良い魚の化石を大量に含む2つの豊富な化石鉱床を発見した。発見物は約4億3,900万年から4億3,600万年前のシルル紀初期のもので、私たち人間も属する脊椎動物のグループである顎口類（顎口類）の知られている最古の標本が含まれています。この発見は、脊椎動物の初期の発達に関する新たな洞察を提供し、さらなる研究のための豊かな鉱山を切り開きます。
ヤツメウナギやヌタウナギなどの少数の例外を除いて、ほとんどすべての現代の脊椎動物には顎があります。これにより、食物をつかみ、保持し、刻むことが可能になります。これは、食物を吸い込むことに依存する動物に比べて、進化上の明らかな利点です。科学者たちは、顎口動物としても知られる顎のある口が約4億5千万年前に進化したと考えています。しかし、この時代の化石証拠はまばらであり、この脊椎動物のグループの初期の進化の歴史を再構築することが困難になっています。これまでに確認されている可動顎を持つ最も古い魚の化石は、約 4 億 2,500 万年前に遡ります。
2つの新しい化石鉱床
北京の中国科学院のYou-an Zhu氏が率いるチームは、この研究のギャップを埋めるのに役立つ、初期シルル紀の魚の化石を大量に発見した。中国南部の重慶と貴州で、約4億3,900万年前から4億3,600万年前までの期間にわたる2つのこれまで知られていなかった化石鉱床が発見され、当時生息していた動物の非常に保存状態の良い化石が含まれている。 「これまでのところ、私たちはこのような並外れた初期の化石を夢見ることしかできませんでした」と共著者であるスウェーデンのウプサラ大学のパー・アールバーグ氏は言う。 「しかし、それらは単なる珍品ではありません。 「それらは主に、私たちの家系図の起源についての長年の仮説を検証するため、そして確認または反証するための重要なデータです。」
他の多数の化石に加えて、Zhu と彼の同僚は 2 つの新種を発見し、研究して詳細に説明しました。それは、ヨロイ魚 Xiushanosteus mirabilis と古代のサメの近縁種 Shenacanthus vermiformis です。 Xiushanosteus mirabilis は体長約 3 センチで、板皮類の 1 つであり、既知の最古の有顎脊椎動物である甲殻類の先史時代の装甲魚の絶滅したグループです。平らな半円形の頭部は、顎のない祖先を彷彿とさせますが、その後の顎のある魚の特徴も示しています。そうすることで、彼は顎のある脊椎動物の頭蓋骨の形状の初期進化について独自の洞察を提供します。明らかに、それは堆積物が産出された時代と地域に広まっていた。研究者たちは20の標本を発見した。
古生物学者らはこれまでのところ、2番目に新たに記載された種、Shenacanthus vermiformisの1個体のみを発見している。これは体長 22 ミリメートルで、初期の軟骨魚としてはサメの近縁種です。今日のサメには小さな鱗しかありませんが、Shenacanthus vermiformis は体を完全に囲むいくつかの大きな板で構成される一種の肩鎧を持っていました。以前に考えられていた特徴は板皮類に典型的なものと考えられており、最初の軟骨魚類は鎧を持っていたことが示唆された。 「他の顎のある魚はサメのような原型から進化したと長い間信じられてきました」とジュー氏は言う。 「シェナカンサスの発見により、私たちはついにその逆が真実であると確信することができました。」
無顎者の手足の前駆体
同じくネイチャー誌に掲載された別の論文では、追加の研究チームが、同様に新しく発見された堆積物から産出された、保存状態の良い他の魚類の化石について記述している。ガレアスピッド科の4億3,600万年前の無顎魚の分析により、ヒレと手足の初期の発達に関する初めての情報が得られた。この属のこれまでに知られているほとんどすべての化石は頭部のみが保存されていたため、体の残りの部分は長い間謎のままでした。
「新しい化石は壮観です。初めて全身が明らかになり、これらの動物が頭の後ろから尾の先端まで連続的に伸びた一対のヒレを持っていたことを明らかにしたからです」と筆頭著者である中国学士院のZhikun Gai氏は言う。科学の。新しい化石は、分化した胸鰭と腹鰭、そしてその後の腕と脚が連続した鰭の前駆体から発達したという仮説の証拠を初めて提供した。
サメの祖先の初期の多様化
追加の研究チームは、Qianodus duplicisと呼ばれるこれまで知られていなかったサメの近縁種の歯の化石を分析し、Fanjingshania renovataと呼ばれるとげのあるサメに似た魚の年齢を記載しました。それぞれの年齢は約4億3,900万年です。これにより、既知の脊椎動物の歯列の最古の例はさらに 1,400 万年も過去に押しやられます。
ミシガン大学のマット・フリードマンは出版物に付随する解説の中で、「これらの驚くべき発見は、かつては漠然としていた期間に焦点を当てた」と書いている。 「これらの化石は、顎のある脊椎動物の起源が古代にあったという証拠を明らかに提供し、その特徴的な特徴のいくつかがどのように進化したのかを明らかにするものであると、彼の見解では、新しい化石は彼らの特有の特徴とその複雑さについての科学的議論を引き起こす可能性が高いです。」分類。 「しかし、彼らの共通のメッセージは紛れもないものです」とフリードマン氏は言う。 「有顎脊椎動物の多様化は、シルル紀の初期段階ですでにかなり進行していました。」
出典: You-an Zhu (中国科学院、北京) 他、 doi: 10.1038/s41586-022-05136-8 ; Zhikun Gai (中国科学院、北京、中国) 他、 doi: 10.1038/s41586-022-04897-6 ; Plamen Andreev (中国科学院、北京) 他、 doi: 10.1038/s41586-022-05166-2 ; Plamen Andreev (中国科学院、北京、中国) 他、 doi: 10.1038/s41586-022-05233-8
