恐竜は温血動物だったのか、それとも冷血動物だったのか？ おそらく両方だろう。

19 世紀半ばに最初の恐竜の化石が発見されたとき、科学者たちは恐竜は基本的に巨大で動きの鈍いトカゲだと考えていました。また、恐竜は現代の冷血トカゲのようなもので、体温は周囲の環境によって変わるだろうと推測していました。しかし、この考えは後に激しい論争を巻き起こしました。

「恐竜の生理学に関する私たちの一般的な見解は、ここ数十年でかなり変化しました」とカリフォルニア工科大学の分子古生物学者ジャスミナ・ヴィーマン氏は言う。「恐竜の見た目や生活様式に関する私たちの理解は、恐竜が冷血動物だったのか、温血動物だったのか、あるいはその中間だったのかという疑問に直接関係しています。」

ヴィーマン氏と共同研究者らが5月25日にネイチャー誌に発表した新たな分析によると、恐竜の祖先は恒温動物、つまり体内温度を一定に保つことができた動物だったことがわかった。研究者らは、骨の分子組成に基づいて現生動物と絶滅動物の代謝率を推定する新たな手法を使った。彼らは、ティラノサウルス・レックスや巨大竜脚類など多くの象徴的な恐竜は恒温動物だったが、後にステゴサウルスなど一部の恐竜に冷血性が生じたと結論付けた。

チリ・ポンティフィカ・カトリック大学の進化生物学者で、恒温動物の進化を研究しているエンリコ・レゼンデ氏は、この研究結果を「非常に印象的」と評する。

この結果は「まったく驚くべきものではないが、代謝レベルをある程度推定できることは間違いなく良いことだ」と彼は述べ、恐竜を温血動物か冷血動物かに厳密に分類する考え方から脱却していると説明する。「基本的にこれが示しているのは、代謝レベルにはこのような勾配があるということだ」

現代のトカゲやワニは体温を上げるために日光浴をしなければならないが、鳥や哺乳類などの温血動物はそうする必要がない。恐竜は内温性だったため、より活発に活動し、より広い範囲を移動できた可能性があるとレゼンデ氏は言う。また、寒さに弱くなかったため、夜間により活発に活動し、高地や高緯度でもよりうまくやれただろう。一方、温血恐竜は、その高い代謝を活発にするために多くのエネルギーを必要とし、つまり、長い時間をかけて餌を食べる必要があっただろう。

「代謝レベルを理解することで、それらがどのように相互作用し、これらの生態系がどのように構築されるかについて多くのことがわかるでしょう」とレゼンデ氏は言う。

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テキサス大学オースティン校の古生物学者ルーカス・ルジャンドル氏によると、研究者たちはさまざまな手法を使って恐竜がどの程度熱を生成できたかを調べてきた。その証拠の1つは、化石に保存された温度に敏感な鉱物に基づく体温の推定値だ。他の研究者は恐竜の大腿骨にある年輪を研究して、動物の成長速度を測っている。ルジャンドル氏と同僚たちはまた、血管と骨細胞の大きさから、肉食恐竜の代謝率が現代の鳥類に近い高い値だったと推測している。

ネイチャー誌の論文は、生理学の面では恐竜はトカゲよりも、現生の最も近い類縁者である鳥類との共通点が多かったことを示しているとルジャンドル氏は言う。「これは、過去10年間に多くの研究者が主張してきたことを裏付ける新たな証拠です」と同氏は言う。

シカゴのフィールド自然史博物館の古生物学者で、この研究の共著者でもあるマッテオ・ファブリ氏によると、研究者らは今回の研究で、これまでの調査よりも直接的なアプローチをとったという。研究チームは、新しく形成された大腿骨と化石化した大腿骨に保存された代謝（動物が栄養素と酸素をエネルギーに変換するプロセス）の副産物を調べた。

「呼吸の過程で大量の熱が生成されるかどうか、また動物が冷血動物か温血動物かを決定するのは代謝です」とヴィーマン氏は言う。

このプロセス中に、活性酸素種と呼ばれる化学物質が形成され、高度脂質酸化最終生成物と呼ばれる分子を生成します。これらの残留物は蓄積し、「ほぼすべての組織に痕跡を残します」とレゼンデ氏は言います。代謝率の高い動物は代謝率の低い動物よりも多くの酸素を使用するため、体内のこれらの化合物のレベルが高くなるはずです。

ヴィーマン氏と彼女のチームは、ラマン分光法とフーリエ変換赤外分光法と呼ばれる技術を使用して、30 種の化石動物と 25 種の現生鳥類、哺乳類、爬虫類の骨をスキャンしました。これにより、高度な脂質酸化最終生成物の蓄積量を測定することができました。

「基本的に、私たちはこれらのデータを使って代謝の進化を推測しています」とヴィーマン氏は言う。「私たちが解明したのは、恐竜の祖先は温血動物だったということです。」

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研究結果は、恐竜や翼竜として知られる空飛ぶ爬虫類を含むグループ、哺乳類、プレシオサウルスとして知られる海生爬虫類で、内温性が独立して進化したことを示している。研究者らは、首の長いディプロドクス科の動物であるアロサウルスと鳥類の代謝率が特に高いと計算したが、ティラノサウルスは他の肉食獣脚類恐竜よりも代謝率がいくぶん低かった。驚くべきことに、そのより遠い親戚のいくつかは、現代のトカゲと同等の代謝率を持っており、冷血動物、つまり外温動物であったことを示している。これらには、ステゴサウルス、トリケラトプス、アヒルの嘴を持つハドロサウルス類が含まれる。

「恐竜の代謝の範囲は当初考えられていたよりもはるかに広かったことを意味するので、これは非常に興味深いことです」とヴィーマン氏は言う。「代謝率の進化的増加または減少のきっかけは何なのか、そしてそれが動物の生活様式にどのような意味を持つのかという興味深い疑問が浮かび上がります。」

研究者らはこれまで、約6600万年前に恐竜が全滅した大量絶滅の際、先史時代の鳥類や哺乳類が適応するのに温血動物であることが役立ったと示唆してきた。しかし、白亜紀後期の恐竜の多くが代謝率が高かったという証拠は、体の大きさなど他の特徴が生き残り成功の鍵だった可能性を示唆しているとウィーマン氏は言う。

ルジャンドル氏は、この発見は、より多くの絶滅した動物を含むさらなる分析によって検証される必要があると語る。それでも、ヴィーマン氏と彼女のチームが調査した代謝副産物は、研究者が他の形質と比較できるデータ源を提供している。

「この新しい方法を使ったという事実は、パズルに新たなピースを加えることになります」とルジャンドル氏は言う。「今後数年のうちに、恐竜とその近縁種が代謝熱をどのように生成できたのか、より正確な図を描き出せるようになることを期待しています。」

更新（2022 年 5 月 26 日）：このストーリーの見出しは、研究調査の疑問と恐竜の恒温性に関する議論をよりよく反映するように更新されました。