数百万年前、海生爬虫類はネバダ州を出産地として利用していた可能性がある

ネバダ州ハンボルト・トワヤブ国立森林公園のベルリン魚竜州立公園（BISP）の岩の奥深くに、長さ50フィートの魚竜（ショニサウルス・ポピュラリス）の標本が石化し、時が止まったまま横たわっている。絶滅したこの海生爬虫類の目（ネバダ州の州の化石）は、ずんぐりとしたイルカのような姿をしており、およそ2億3700万～2億2700万年前の三畳紀後期に生息していた。

新たな研究はまた、この捕食動物が現代のクジラと同様の回遊を行っていた可能性を示唆している。現代のシロナガスクジラとザトウクジラは、捕食動物の少ない地域で繁殖し出産するために、毎年何千マイルもの海を渡って回遊する。これらのクジラの多くは、毎年同じ海岸線に沿って集まる。

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ショニサウルスも似たようなことをしていた可能性がある。国際研究チームが月曜日、学術誌「カレント・バイオロジー」に研究結果を発表し、少なくとも37匹のこの海生爬虫類が同じ場所で死んだ経緯を説明した。これは50年以上も古生物学者を悩ませてきた疑問だ。

「数十万年にわたり、何世代にもわたってこの地域に出産のために回遊していたため、これらの魚竜がここで大量に死んだという証拠を提示した」と共同執筆者でスミソニアン国立自然史博物館の学芸員ニコラス・ピエンソン氏は声明で述べた。「つまり、今日私たちがクジラに観察するこの種の行動は、2億年以上前から存在していたということだ」

古生物学者の中には、BISP の魚竜は、現代のクジラに見られるような大量座礁で死んだ、あるいは有害な藻類の大量発生で中毒したのではないかと提唱する者もいる。しかし、これらの仮説を裏付ける強力な科学的証拠はない。

この先史時代の謎を解くために、チームは3Dスキャンと地球化学を組み合わせ、アーカイブ資料、写真、地図、フィールドノートを徹底的に調べて、証拠の断片を探しました。

BISP内には研究者が採石場2と呼ぶ納屋のような建物があり、そこにはほぼ同時期に死んだと思われる魚竜7体の部分骨格が収められている。

「2014年に初めてこの場所を訪れたとき、最初に考えたのは、フルカラーの高解像度3Dモデルを作るのが研究の最良の方法だろうということでした」と、ヴァンダービルト大学の地質学助教授で、論文の筆頭著者であるニール・ケリー氏は声明で述べた。「3Dモデルがあれば、骨を一つずつ調べる能力を失うことなく、これらの大きな化石が互いの関係でどのように配置されていたかを研究することができます。」

その後、チームはスミソニアン デジタル化プログラム オフィスの 3D プログラム チーム メンバーであるジョン ブランデル氏と、同博物館の古生物学部門の情報学マネージャーであるホリー リトル氏と協力しました。リトル氏とブランデル氏は、デジタル カメラと球面レーザー スキャナーを使用して、数百枚の写真と数百万の点の測定値を撮影しました。その後、チームの古生物学者が骨を物理的に測定する間に、特殊なソフトウェアを使用してこれらをつなぎ合わせて、化石層の 3D モデルを作成しました。

「私たちの研究は、古生物学の地質学的側面と生物学的側面の両方を組み合わせてこの謎を解こうとしている」と、ユタ大学の古生物学教授でユタ自然史博物館地質学・地球物理学部の主任学芸員でもある共著者のランドール・アーミス氏は声明で述べた。「例えば、化石の周囲の岩石の化学組成を調べて、環境条件がショニサウルスがこれほど多く一か所に生息する原因となったのかどうかを判断した。原因ではないと判断すると、生物学的な理由の可能性に焦点を当てることができた」

岩石の地球化学検査では、これらの魚竜が生態系を乱した有害な藻類の大量発生などの大きな環境現象により死んだことを示す兆候は発見されなかった。彼らは採石場2を越えて、科学者らが以前その地域から発掘した周囲の地質や化石まで調査範囲を広げた。

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地質学的証拠は、魚竜が死んだとき、その骨は海岸線に沿って集まるのではなく、時間の経過とともに海の底に沈んだことを示している。海岸線に沿って集まると座礁したと推測される。その地域の泥岩と石灰岩にはショニサウルスの大きな成体の標本も豊富にあったが、他の海洋脊椎動物の標本はそれほど多くなかった。

「この遺跡には、この1種の成体の大きな骨格が多数発見されているが、他のものはほとんど見つかっていない」とピエンソン氏は言う。「魚竜が餌とする魚や他の海生爬虫類の化石はほとんど見つかっていないし、ショニサウルスの幼体の骨格も見つかっていない」

藻類や座礁説を否定した後、研究チームは、公園で収集され、古い博物館のコレクションの中に隠れていたいくつかの新しい化石の中に、小さな魚竜の化石の中に重要な手がかりを発見した。マイクロCTのX線スキャンと骨と歯の比較により、その小さな骨はショニサウルスの胎児と新生児であることがわかった。

「ここには食べるものが何もないこと、そしてショニサウルスの大きな成体と胎児や新生児はいたが幼体はいなかったことが明らかになったため、私たちはここが出産場所だったのではないかと真剣に考え始めた」とケリー氏は語った。

追加の分析により、BISP の多くの化石層の年代は、実際には数百万年とは言わないまでも、少なくとも数十万年離れていることが明らかになりました。

「同じ種が地質時代を通じて同じ人口動態パターンで分布しているこれらの異なる場所を発見したことは、ここがこれらの大型海洋捕食動物が何世代にもわたって繰り返し訪れた好ましい生息地であったことを示しています」とピエンソン氏は言う。「これは、ショニサウルスが出産していた場所であり、今日のクジラと非常によく似ているという、明らかな生態学的シグナルであると私たちは主張します。今や、このような行動が2億3千万年前からあったという証拠が得られたのです。」

この研究の次のステップは、これらの新しい発見を念頭に置き、北米の他の魚竜とショニサウルスの生息地を調査することです。これにより、科学者は他の繁殖地や、この絶滅した頂点捕食者に豊かな餌場を提供した可能性のある他の種の多様性に富んだ場所を探すことで、この古代の世界を再現できるようになります。

「この新しい研究で興味深いことの一つは、非常によく保存された頭骨を持つショニサウルス・ポピュラリスの新標本を発見したことだ」とアーミス氏は語った。「ラスベガスのネバダ州立博物館にある1950年代と1960年代に収集された骨格の一部と組み合わせると、ショニサウルスの骨格がどのようなものであったかを最終的に正確に再現するのに十分な化石材料が得られる可能性が高い。」