科学者が3億1900万年前の魚の脳の化石を発見

化石は、博物館の引き出しや現代の砂漠の奥深くなど、数多くの奇妙で意外な場所から発見されています。1世紀以上前、イギリスのランカシャー州マウンテン・フォーフット炭鉱で、3億1900万年前の魚の化石が発見されました。この化石はマンチェスター博物館に安全に保管され、125年経った今でも科学者たちはこの化石から学んでいます。

化石のCTスキャンにより、保存状態の良い脊椎動物の脳の最も古い例が含まれていることが明らかになった。この発見は、2月1日にネイチャー誌に掲載された研究で報告されている。脳と脳神経は約1インチの長さで、絶滅したココセファルス・ウィルディ（C. ウィルディ）のものである。これは初期の条鰭類で、河口周辺を泳ぎ回りながら小型甲殻類、頭足動物、水生昆虫を食べていたと思われる。背骨と鰭は、鰭と呼ばれる骨の棒に支えられているのが、すべての条鰭類の特徴である。

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驚いたことに、フリードマンはC. ワイルドの頭蓋骨の化石を調べた際に脳を探していたわけではない。

「スキャンして、そのデータをスキャン画像を視覚化するために使用するソフトウェアに読み込んだところ、頭蓋骨の中に珍しい特徴的な物体があることに気づいた」と、共同執筆者でミシガン大学（UM）の古生物学者マット・フリードマン氏は声明で述べた。

この珍しい正体不明の塊はCT画像上で明るく写っており、化石を囲む頭蓋骨や岩石よりも密度が高かった可能性が高い。また、左右対称性、脳室に似た空洞、複数のフィラメントなど、脊椎動物の脳に共通する複数の特徴も示していた。

脊椎動物の化石のこれらの柔らかい部分は、魚の脳と脳神経を構成していた軟組織が、驚くほど詳細に三次元構造を保存した高密度の鉱物に置き換えられるという独特の化石化プロセスによって保存されています。

この頭蓋骨の化石は、この種のC. wildi の唯一の既知の標本であるため、研究チームは非破壊技術のみを使用して研究することができました。研究チームは CT スキャンを使用して、これらの初期の条鰭類魚類の頭蓋骨の内部を調べ、その解剖学についてさらに詳しく知り、進化関係について推測しました。

「現代の画像技術が広く普及した今、化石の脳やその他の軟部組織がこれまで考えられていたよりもはるかに一般的であることがわかっても驚きではない。今後、私たちの研究グループや他のグループは、新しい異なる視点から化石の魚の頭を研究していく」と、共同執筆者でミシガン大学博士課程の学生ロドリゴ・フィゲロア氏は声明で述べた。

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ココセファルスのような初期の条鰭類の標本は、現在生息する約 30,000 種の条鰭類の初期進化段階に関する空白を埋めることができる。著者らによると、ココセファルスの脳の構造は、現生種のみで発見されたものから示唆されるものよりも、魚類の脳の進化のパターンがより複雑であることを示しているという。

「この表面的には目立たない小さな化石は、化石化した脊椎動物の脳の最古の例を示しているだけでなく、現生種のみから脳の進化について考えていたことの多くを再考する必要があることを示している」とフィゲロア氏は語った。

この研究結果はまた、標本を保存し、時々ガラクタの引き出しを掃除することがなぜ重要であるかを浮き彫りにしている。

「ここ一世紀にわたって複数の人々によって何度も調査されてきた化石が、驚くべき保存状態にあることがわかった」とフリードマン氏は語った。「だからこそ、実物の標本を保管しておくことが非常に重要なのだ。100年後、現在私たちのコレクションにある化石で人々が何ができるかは誰にも分からないからだ。」