粒子加速器が最初の陸生動物はアザラシのように歩いていたことを明らかに

最も初期の四足動物の新しい 3D モデルにより、驚くべき発見が明らかになった。私たちは、それらの背骨を逆向きに想像していたのだ。泥の中から這い出て陸に上がった最初の動物である私たちの祖先である四肢動物の背骨は、誰もが考えていたのとは逆の配置になっている。この発見は、脊椎の進化の仕方、ひいてはすべての脊椎動物の進化の仕方についての進化生物学者の理解を変える可能性がある。

人間、魚、ヘビなど、すべての脊椎動物は、一列に並んだ多数の椎骨からなる背骨を持っている。現代の生物と異なり、初期の四肢動物の椎骨には、前部、上部、後部の3組の骨が含まれている。しかし、誰もが背骨だと思っていた骨は、実際には前部にあったと、英国王立獣医大学の筆頭著者ステファニー・ピアス氏は述べた。

ピアス氏とRVCおよびケンブリッジ大学の同僚らは、イクチオステガ、アカンステガ、ペデルペスと呼ばれる動物の3種類の四肢動物の化石を研究していた。彼らは3億6000万年前の化石に高エネルギーシンクロトロン放射を照射し、そのX線画像を使用して、化石化した岩石に埋もれていた動物の骨の3D再構成を構築した。

彼らは、最初の骨だと考えられていたものが実際には最後に現れたことを発見し、また、これまで観察されなかった原始的な胸骨構造にも気づいた。これは、動物がワニのようにのんびり歩くというよりは、アザラシのように胴体をかがめて動き回っていた可能性があることを示唆しており、興味深い。

「この研究の結果は、最も古い四肢動物の背骨の進化に関する教科書を書き直すことを余儀なくさせる」とピアス氏は声明で述べた。

こうした骨の情報はすべて、動物が水から陸へ移動した方法についての新たな手がかりとなる。例えば、頑丈な胸骨があれば、イクチオステガのような生物はミミズのように動き回ることができただろう。科学的には、これは「松葉杖歩行」と呼ばれる。「[胸骨]は、陸上で前肢を同期させて松葉杖歩行する際に胸郭を強化するのに役立ち、前肢運動のスイングフェーズで胸部の上で体重のバランスをとることができた可能性がある」と著者らは書いている。「この研究は、初期の四肢動物の骨格の進化に関する今後の理解に幅広い影響を及ぼす」

この論文は本日『ネイチャー』誌に掲載された。