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ハドロサウルス類の歯の秘密

白亜紀のウシ

by Michael Balter on 4 October 2012, 2:05 PM


Veg-O-Matic歯。カモハシ竜エドモントサウルスの歯には6つの異なった組織(5つが右下に示される)があり、そのおかげで硬い植物物質を食べることができた。
Credit: Gregory M. Erickson/FSU; (inset) G. M. Erickson et al., Science (2012)


ハドロサウルス科恐竜(カモハシ竜ともいう)は地球上を歩き回ったもっとも成功した植物食恐竜のひとつである。上部白亜系の時代(約1億年前から6500万年前)に北米、欧州、アジアに広く分布した。彼らの成功の秘訣は何だったのだろうか?ハドロサウルス科恐竜の歯についての新しい研究は、彼らの歯がこれまで知られているなかでもっとも洗練された歯のひとつであり、先史時代のVeg-O-Matic(米国で販売されているフードチョッパー製品)のように磨り潰しと切り刻みが可能だった。

科学者たちはカモハシ竜がその歯のおかげで恐るべき咀嚼マシンになっていたことをすでに知っていた。以前の研究はこの生物が最大で1400本もの歯を持ち、サメと同様に1年のうちに何度も抜けて置き換わっていたことを示した。その歯の表面は平らで、ウマやウシの歯に似ていて、ほとんどの爬虫類の歯の表面のような鋭くて尖ったものではなかった。ハドロサウルス科恐竜の化石化した胃内容物の研究は、その歯の顕微鏡的咬耗パターンの研究とともに、この動物が低く生えた草、トクサやシダなどの植物の硬い葉、および新しく進化した針葉樹の木質部を食べていたことを示した。これらの特徴のすべてがハドロサウルス類に「白亜紀のウシ」というあだ名をつけさせた。

カモハシ竜の歯がどうやってこれらの摩滅させる植物食料に取り組んだのかをより詳しく知るために、古生物学者たちと技術者たちのチームはよく知られたハドロサウルス科恐竜、エドモントサウルス(Edmontosaurus)の歯を切断した。アメリカ自然史博物館(ニューヨーク市)の収集物から7000万年近く前の標本が用われた。フロリダ州立大学(タラハシー)生物学者グレゴリー・エリクソン(Gregory Erickson)率いる、研究者たちは光学および電子顕微鏡を使って歯の表面に咬耗でついた傷の深さと向きも調査した。チームは歯の硬度も測定し、咀嚼でかかる力を模倣して、歯の表面で先端がダイヤモンドの針を一定の下向きの圧力で引いて、どれだけ早く歯が磨滅するかの実験もした。

彼らの結果(明日の号のScience誌に発表される)は、カモハシ竜の成功を説明するのに大いに役立った。典型的な爬虫類には2種類の歯組織――硬いエナメル質と柔らかい象牙質――しかなく、典型的な哺乳類には、セメント質と二番目の種類の象牙質を含む、4種類しかない。しかしエドモントサウルスには6種類の異なった歯組織がある(図参照)。さらに、これらの組織の配列は歯の中でも場所によっても違っていて、歯の別々の部分が硬い植物物質を磨り潰したり切り刻んだりすることができるようになっている。

「これらの恐竜は歩くパルプ工場のようだった」とエリクソンは話す。彼によると、これは他の恐竜に対しての競争的優位性と、顕花植物のような新しいタイプの植生を摂食する能力を彼らに与えたと推定される。顕花植物は上部白亜系の始まりに広がり始めた。

新しい研究は「まったく新しいアプローチ」だとレスター大学(英国)の古生物学者、マーク・パーネル(Mark Purnell)は話す。彼のエドモントサウルスの顎の機構についての以前の研究は、それがいくつかの異なった向きに咀嚼できたことを示していた。カモハシ竜の祖先にはそのような洗練された歯がなく、6組織構造の進化はハドロサウルス科恐竜が多様化し、地球上に「爆発」的に増えることを可能にしたと思われる、と彼は指摘する。

さらに、パーネルによると、新しい研究はカモハシ竜が約6500万年前に恐竜の時代が終わるギリギリまで生き残った理由を説明する助けになると思われる。「彼らは自分たちのニッチを広げ、他の種が処理するのに苦労していた食物を磨り潰すことができた。本当に資源不足だった時代に、彼らは最後の拠り所とするものを持っていた」

元記事
Science NOW
Cows of the Cretaceous
by Michael Balter on 4 October 2012, 2:05 PM

原論文
Gregory M. Erickson, et al. 2012
Complex Dental Structure and Wear Biomechanics in Hadrosaurid Dinosaurs
Science 5 October 2012: Vol. 338 no. 6103 pp. 98-101. DOI: 10.1126/science.1224495
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