歯のある小さな初期の哺乳類の新しい化石は、重要なミッシングリンクとなる可能性がある

現生哺乳類の系統樹には、シロナガスクジラ、類人猿、コウモリ、げっ歯類、人間など、さまざまな種が存在します。哺乳類の初期の進化はやや不明瞭で、胎盤を持つ哺乳類の中には恐竜と共存していたものもあれば、ずっと後になって出現したものもあります。

現在、現在の内モンゴルで発見された歯と耳の骨が、哺乳類の初期進化に関する新たな知見を提供している。この発見は、米国、内モンゴル、中国、オーストラリアの科学者による研究成果を特集した 4 月 3 日付けのNature 誌に掲載された 2 つの論文で説明されている。

シュウテリウスとその歯について

最初の研究では、科学者たちはシュオテリウス科に注目した。ジュラ紀に生息していたネズミほどの大きさのこの哺乳類の臼歯は、現生哺乳類の臼歯とは異なる。その臼歯は、下臼歯に爬虫類に似た擬似タロニド、つまり盆地のような構造を持っていた。対照的に、現生哺乳類は、食物を噛むときに上臼歯と噛み合うトリボスフェニックパターンを持っている。

「この独特な歯の模様は、シュオテリウス科の類縁関係や哺乳類形態の種の進化の第一歩を理解する上で妨げとなっていた」と、研究の共著者でモナシュ大学の古生物学者パトリシア・ビッカーズ・リッチ氏は声明で述べた。

この独特な奥歯を持つ動物が、哺乳類の進化のタイムラインのどこに当てはまるのかは謎に包まれている。シュウテリウス科はこれまで、アウストラロスフェニダン類と呼ばれるグループと関連づけられていた。このグループには、単孔類と呼ばれるカモノハシのような卵を産む現生哺乳類が含まれる。しかし、この関係は科学者の間でやや議論を呼んでおり、異なる臼歯など、後の哺乳類に見られるいくつかの特徴では説明できない疑問がさらに残る。

研究チームは、新たに発見され、保存状態の良いシュウテリウス科の骨格化石2点を分析した。シュウテリウス科は、現在の内モンゴルにあたる地域で、1億6800万年から1億6400万年前の中期ジュラ紀に生息していた。研究チームは、これらの動物の臼歯が、アウストラロスフェニダンではなく、ドコドンタンと呼ばれる別の絶滅した哺乳類グループに似ていることを発見した。この2つの標本は、フェレドコドン・チョウィという新しい属と種にも属している。

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「哺乳類やその他多くの動物の化石記録を見ると、歯は最も発見される可能性が高い部位です」と、研究の共著者でアメリカ自然史博物館古生物学部門の学芸員であるジン・メン氏は声明で述べた。「しかし、1980年代以来、シュウテリウス科の不可解な歯の形状は、初期の哺乳類の進化を解明する私たちの取り組みの障害となってきました。これらの新しい標本により、この長年の問題が解決されました。」

研究チームは、共通の哺乳類の祖先が独立して、ドコドン目、異獣類、ホロテリアという哺乳類の主要なグループを生み出したと考えている。

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2 番目の研究は、フェレドコドン・チョウィと、2 番目の新種ディアノコノドン・ヤングi の化石化した頭蓋骨に焦点を当てています。ディアノコノドン・ヤング i は、2 億 100 万年前から 1 億 8400 万年前のジュラ紀初期に生息していました。モルガヌコドンと呼ばれる絶滅したネズミのような動物に似ており、モルガヌコドンは最初の哺乳類の 1 つとして広く考えられています。

研究チームは、ディアノコノドン・ヤングイの中耳の構造を調べた。中耳は、現代の哺乳類の鋭い聴覚に寄与している。中耳は、鼓膜の内側にあり、空気の振動を内耳の液体の波紋に変える部分で、骨が3つある。これらの骨は耳小骨と呼ばれ、哺乳類に特有の特徴で、鳥類や爬虫類は中耳骨を1つしか持っていない。哺乳類の進化の初期のある時点で、顎の関節を形成していた骨が分離し、聴覚と関連づけられるようになった。

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フェレドコドン・チョウィとディアノコノドン・ヤングイの標本はどちらも、哺乳類がトカゲ、ワニ、恐竜を含むグループから進化したという、この進化的移行の化石証拠を示しています。研究チームは、この移行は二重の顎関節を持つ祖先動物から始まったと考えています。おそらく、外側には哺乳類の関節があり、内側には爬虫類のような関節があったのでしょう。

古い化石（ディアノコノドン・ヤング）の分析では、2つの関節のうち爬虫類の関節の1つが、噛むことで生じる力を処理する能力をすでに失い始めていたことがわかった。新しい化石（フェレドコドン・チョウィ）には、聴覚のみを目的として形成され適応した、より哺乳類的な中耳があった。

「科学者たちは、ダーウィンの時代から哺乳類の中耳がどのように進化したかを理解しようとしてきました」とメン氏は言う。「過去数十年間の古生物学的発見により、その過程が明らかになりましたが、これらの新しい化石は、重要なミッシングリンクを明らかにし、哺乳類の中耳の段階的な進化に関する理解を深めます。」