2億2500万年前の顎関節の化石が進化のタイムラインを変える

哺乳類は、私たちが日々の生活で何をどのように食べるかによって定義されます。ですから、顎が私たちの解剖学と生物学にとって非常に重要な意味を持つことは不思議ではありません。現在、2億2500万年前の顎関節の化石が、哺乳類が現在の姿になるのに貢献した関節の最も古い例であると思われます。この骨格構造は、近縁ではない初期の哺乳類種で同様の構造が進化した可能性があることを明らかにしています。この顎は、古生物学者がこれまで考えていたよりも約1700万年早く進化した可能性もあります。この驚くべき詳細は、9月25日にネイチャー誌に掲載された研究で説明されています。

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私たちは食べたものでできている

体毛を持ち、子供に乳を与える脊椎動物であることに加え、蝶番のような顎関節は哺乳類であることの重要な特徴の 1 つです。他の脊椎動物の中でも、現代の哺乳類は顎を制御してより正確に噛む能力に優れています。そのため、初期の哺乳類の顎の化石は、進化の過程でこのユニークな顎の構造がどのように生まれたのかを知るための重要な手がかりとなります。

「哺乳類は、何を使って食べるか、つまり顎と歯で定義されます」と、研究の共著者でシカゴ大学の古生物学者であるZhe-Xi Luo氏はPopular Scienceに語っています。「哺乳類の顎関節は、歯のある歯骨が顎関節に直接つながっているという点で独特で、そのため哺乳類は、顎を持つ他の脊椎動物よりも、噛んだり噛んだりするときにより大きな力を受けることができます。」

現代の哺乳類は、キノドン類と呼ばれるより大きな動物群から進化した。その初期の形態は、頭蓋骨の方形骨と下顎の関節骨、および頭蓋骨の方形骨という、まったく異なる 2 つの骨でできた顎関節を持っていた。古生物学者はこれまで、すべての哺乳類の姉妹群とその顎の特徴の多くが哺乳類に似ていると信じていたが、顎の化石はマイクロ コンピューター断層撮影 (CT) スキャンを使用して再調査されていなかった。

ブラジルロドンとリオグランディアに出会う

新たな研究では、研究チームは現在のブラジルで発見されたおよそ2億2500万年前の化石を使用した。

「これらの驚くべき化石遺跡は、哺乳類、恐竜、ワニ、カメ、トカゲなどの重要な動物グループが最初に進化した三畳紀にまで遡ります。そのため、これらのグループの起源や現代の生態系全般を理解する上で非常に重要なものとなっています」と、研究の共著者でブリストル大学の古生物学者ジェームズ・ローソン氏はポピュラーサイエンス誌に語っています。「化石の質も信じられないほどで、多くが完全な状態で保存されており、3Dでも見ることができます！」

標本は絶滅した2種のキノドン類、Brasilodon quadrangularisとRiograndia guaibensisのものである。両種とも体長が約6～11インチと小型だった。小型の現生哺乳類と同様に、捕食者から身を隠し、巣穴で長い時間を過ごしていたものと思われる。Brasilodonの歯は、昆虫やその他の小動物を食べていた可能性が高いことを示している。Riograndiaは、齧歯類のような切歯と葉の形をした犬歯の後部を持ち、植物質を多く食べていたことを示唆している。

「ブラシロドンとリオグランディアは、現代の哺乳類とその祖先を含む哺乳類形質に非常に近いため、非常に目立っています」とローソン氏は言う。「そのため、彼らの生活様式と解剖学は、哺乳類がどのようにして最も特徴的な特徴を進化させたのかを知る貴重な手がかりを与えてくれます。」

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研究チームはCTスキャンを使用して、両動物の顎関節の解剖学を再現した。リオグランディアの顎関節は、現生哺乳類にブラシロドンのほうが近縁であるにもかかわらず、現代の哺乳類に似ているように見える。リオグランディアの歯骨鱗状骨接合部と呼ばれるこの顎関節は、おそらく完全に別個に、約1700万年前に進化したと考えられる。

この特徴がより早い時期に複数回進化したという事実は、哺乳類の顎の進化に関するより複雑な様相を明らかにしている。

「人間は哺乳類です。私たちは食べるために噛んで噛みます」と Zhe-Xi 氏は言います。「私たちの生命は摂食機能に依存しており、そのためには顎関節が必要です。私たちの歴史を振り返ると興味深いと思いませんか。私たちを脊椎動物の中でユニークな哺乳類にした顎関節は、実は約 2 億 2500 万年前、哺乳類とその近縁種が恐竜の暗黒時代に生きていた時代に始まったのです。」