陸上征服時代の生物：古生物学者は、先史時代の魚類から最初の陸上脊椎動物への進化における「ミッシングリンク」を提示しています。この化石は約 3 億 8,000 万年前のもので、かつて脊椎動物の手がどのようにヒレから進化したかについての洞察を提供します。この結果は、これらの四肢の特徴的な基本構造の発達が魚類から始まったことを明らかにしています。
これは進化の歴史の中で最も重要な発展の 1 つでした。先史時代の一部の魚は徐々に特殊なヒレ構造を発達させ、最終的に陸上で移動できるようになりました。ある時点で、これらは私たちが手や足と呼ぶ手足を形成しました。こうして、人類を含む最初の陸上脊椎動物（四足動物）が出現したのです。化石は、陸上脊椎動物が文字通り約3億7,400万年前に初めて出現したことを示唆しています。しかし、いくつかの古い化石は、その特徴的な四肢構造のルーツが進化の歴史のさらに深いところにあることをすでに示唆しています。
『ミッシング・リンク』を披露
エルピストステガリアとして知られる生物の化石は、しばらくの間、初期の進化史の研究の焦点となってきました。彼らはデボン紀中期および後期、つまり 3 億 9,300 万年から 3 億 5,900 万年前に生息していました。これらの魚の解剖学的構造は、陸上の脊椎動物の解剖学的構造といくつかの類似点をすでに示しています。しかしこれまで、パズルの重要なピースが欠けていました。胸鰭の完全な解剖学的構造を示すエルピストステガリアの化石は存在しませんでした。しかし、それは今では変わりました。「私たちは今回、エルピストステガリアの四足動物に似た代表者の完全な標本の化石を提示しました。これは脊椎動物の手の発達に関する新しい情報を提供します」と共著者であるアデレードのフリンダース大学のジョン・ロングは言う。
この化石は、数百万年前に浅い海があったカナダの遺跡から出土した。研究者らが「Elpistostege watsoni」と名付けたこの魚は、おそらく沿岸地域に生息していたと考えられる。エルピストステーゲはおそらく生息地内で最大の捕食者で、歯のある口を使って魚を噛みつき、魚の化石も現場で発見された。研究の一環として、科学者らは細心の注意を払って長さ1.57メートルの標本を発掘し、特に保存状態の良い胸鰭を調べた。コンピューター断層撮影法を使用して、最も微細な部分も可視化しました。彼らは初めて、陸上脊椎動物の発達の初期に前ヒレがどのように構造化されていたかを正確に示すことができた。
腕、手、指の基本構造
彼らの報告によると、上腕骨、前腕の骨、手の骨、そして何よりも指の構造が見えました。 「ひれ条でひれに埋め込まれた指をはっきりと発見したのはこれが初めてです。ヒレの指のような構造は、今日のほとんどの動物の手の指の骨に似ています」とロング氏は言う。 「この発見は魚の指の構造の起源を証明し、脊椎動物の手の構造パターンが魚が水から出る直前に現れたことを示しています」と古生物学者は述べた。
「これらの指のような構造の出現は、浅瀬や陸地までの短い移動の際に体重を支える魚の能力の進化に関連しています。ヒレの小さな骨の数が増えたことで柔軟性が増し、ヒレ全体に重量をうまく分散させることができました」と、この研究の筆頭著者であるケベック大学リムースキ校のリチャード・クルーティエ氏は説明する。 「上腕骨の構造に関して我々が発見した他の特徴も、初期の両生類の特性との類似性を示しています」と古生物学者は言う。
今回明らかになったエルピストステーゲ・ワトソーニの特徴は、この生き物がかつてどのような姿をしていたか、そしてどのように行動していたのかについての印象も与えてくれる。これらのアイデアは、研究者によって開発された短編アニメーション映画の基礎を形成しました。彼は、Elpistostege watsoni が水中を泳ぎ、岩に飛び乗り、前肢で体を調整する様子を示しています。しかし、最後にクルーティエ氏は強調する。「エルピストステーゲは必ずしも私たちの直接の祖先ではないが、魚類と四足動物の間の過渡期の生物の一つとしてこれまでで最良の例である」と古生物学者は言う。
出典: フリンダース大学、専門記事: Nature、doi: 10.1038/s41586-020-2100-8
