「驚くべき」化石が翼竜の謎に手がかりを与える

古生物学における多くの白熱した議論の 1 つに、翼のある翼竜がどのようにして飛べたのかという問題があります。専門家の中には、翼竜の中で最も大きな翼竜は、現代のダチョウや類似の恐竜と同様に、まったく飛べなかったのではないかと推測する人もいます。

現在、保存状態の良い標本のおかげで、翼竜が地面から飛び立ち、空に舞い上がったさまざまな方法について新たな手がかりが得られつつある。科学上新発見の種を含む2種類の大型翼竜は、羽ばたいて飛んだ種もあれば、現代のハゲタカのように舞い上がった種もあったことを示している。この発見の詳細は、査読付きのJournal of Vertebrate Paleontology誌に9月6日発表された研究で述べられている。

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「翼竜は動力飛行を進化させた最古かつ最大の脊椎動物だが、絶滅した唯一の主要な飛翔動物グループだ」と、研究共著者でミシガン大学の古生物学者、カースティン・ローゼンバッハ氏は声明で述べた。「翼竜の飛行メカニズムを理解するためのこれまでの試みは、空気力学の原理と現生の鳥類やコウモリとの類似性に頼ってきた」

中空の骨

この化石は、研究の共著者であるミシガン州古生物学博物館のジェフ・ウィルソン・マンティラ氏とサウジアラビア地質調査所のイヤド・ザルモウト氏によって2007年に初めて発見された。この「注目すべき」標本は、およそ7200万年から6600万年前、白亜紀後期のものである。

それらは、時を経て、かつてはアフロアラビアの縁辺部の沿岸環境であった2つの異なる場所で3次元的に保存されました。この古代の陸地は、アフリカとアラビア半島の両方を含んでいましたが、約3000万年から3500万年前に分裂しました。研究チームは高解像度のコンピューター断層撮影（CT）スキャンを使用して、翼の骨の内部構造を分析しました。

「翼竜の骨は中が空洞なので非常に壊れやすく、保存されていたとしてもパンケーキのように平らな状態で見つかる可能性が高い」とローゼンバッハ氏は言う。「3D保存は非常にまれなので、翼竜の骨の内部がどのような状態なのかについて多くの情報がありません。そこでCTスキャンをしたいと思ったのです。」

ローゼンバッハ氏によると、骨の内部に何も保存されていなかったか、チームが使用していたスキャナーの感度が不十分で、化石の骨組織とその周囲の他の物質を区別できなかった可能性が「十分にあり得る」という。幸い、彼らはよく保存された翼の内部構造を見ることができた。

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羽ばたきと舞い上がる

収集された標本の一つは、巨大な翼竜、アラムボルジアニア・フィラデルフィアのものである。新たな分析により、翼開長がおよそ32フィートであることが確認され、骨格の詳細が初めて明らかになった。CT画像では、上腕骨の内部が空洞で、骨の上下に螺旋状の隆起が連続していることがわかった。これは、現代のハゲワシの翼の内側の骨に似ている。科学者は、これらの螺旋状の隆起が飛翔に伴う負荷に耐えていると考えている。飛翔中、鳥は離陸と維持のための羽ばたきを必要とする持続的な動力飛行を行う。

もう一つの標本は、新たに発見されたイナブタニン・アラビアで、翼開長は約6フィート。研究チームによると、イナブタニンはアフロ・アラビアでこれまでに発見された翼竜の中で最も完全な部類に入るという。

CTスキャンにより、その飛翔骨はアランブルギアニアのものとは全く異なる構造をしていることが判明した。イナブタニンの飛翔骨の内部には、現在生きている羽ばたく鳥の翼骨に見られるものと一致する支柱が交差していた。これは、羽ばたき飛行に伴う骨の曲げ荷重に耐えるように適応していたことを示している。イナブタニンはこのような飛行をしていた可能性が高いが、他の飛行スタイルも試していた可能性がある。

「イナブタニンで発見された支柱は珍しいものではありませんが、見ていて面白かったです」とローゼンバッハ氏は語ります。「アランブルギアニアの隆起はまったく予想外のもので、最初は何を見ているのか分かりませんでした。」「螺旋状の隆起が並ぶアランブルギアニアの上腕骨の完全な 3D モデルを見ることができて、とても興奮しました。」

フラッピングがデフォルトだったのでしょうか?

研究チームは、異なるサイズの翼竜の多様な飛行スタイルの発見を「刺激的」と呼び、これらの動物がどのように暮らしていたかを示しているとしている。また、飛行スタイルが体の大きさとどのように相関しているか、翼竜の間ではどの飛行スタイルがより一般的かなど、いくつかの疑問も提起している。

「翼竜の骨の内部構造に関する情報は時代によって非常に限られているため、どの飛行スタイルが最初に登場したかを確実に言うのは難しい」とローゼンバッハ氏は言う。

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鳥やコウモリなどの飛翔脊椎動物のグループでは、羽ばたきは最も一般的な飛行行動です。舞い上がったり滑空したりする鳥も、空中に飛び上がって飛行を維持するためにある程度の羽ばたきが必要です。

「このことから、羽ばたき飛行がデフォルトの状態であり、特定の環境、この場合は外洋において翼竜の個体群にとって有利であれば、舞い上がる行動はおそらく後から進化したのではないかと思います」とローゼンバッハ氏は語った。

今後の研究では、科学者は翼竜の内部の骨の構造、飛行能力、行動の間の相関関係を調査し続けることができるかもしれない。