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霊長類化石の内耳と敏捷性

内耳が初期霊長類の速度を明らかにした

by Elizabeth Preston on 22 June 2012, 3:44 PM


バランスを取る。Aegyptopithecus zeuxisと他の古代霊長類の三半規管の復元はそれらのロコモーションについて科学者たちに新しい手がかりを与えている Credit: Timothy Ryan/Pennsylvania State University

それは2000万年前のアルゼンチンの森でのことで、Homunculus patagonicusは活発に動き回っていた。このサルは素早く移動し、木の枝の間をスイングして進んでいた。Homunculusがどう移動していたかについて、本種と他の15種の古代霊長類の三半規管の新しい化石分析のおかげで、科学者たちは良い考えを持った。これらのこれまで隠されていた通路は、絶滅霊長類のロコモーションについてのある驚きを明らかにする。それは我々自身の祖先が、現在の類人猿より大きな速度で動いて生活していたことのヒントを含む。

古代霊長類の骨格がどこに存在しようとも、この動物のロコモーションを調べる人類学者たちは、すぐに腕、脚、および足の骨を分析してきた。これらの霊長類の一部は跳躍のために体が構築されていたと思われる。他は彼らがよりゆっくりと動いたように見える。しかしH. patagonicusのような種では、頭骨以外に次に進むものはほとんどない。

それが三半規管が出てくるところだ。「この三半規管は頭部への角速度計として本質的に機能」し、動物がその頭部をぐいっと動かす間にそのバランスを維持するのを助ける、とペンシルヴェニア州立大学(ユニヴァーシティ・パーク)の人類学者、ティモシー・ライアンは話す。この新しい研究の中で、彼と共同研究者たちはコンピューター断層撮影(CT)スキャンを用いて、3500万年の進化にまたがる、16種の絶滅霊長類の頭骨の内側を詳しく見て、それらの内耳の構造を復元した。

問題の領域は骨迷路とも呼ばれ、それぞれが体のXYZ三軸に沿って向いた、三つのねじれた空洞のセットである。これらの半規管内の液体の揺動は、動物のバランスのシステムについての情報をもたらす。現生と最近絶滅した哺乳類についての以前に行なわれた研究は敏捷な、または軽快な動物ほどそれらの体のサイズに比較して大きな半径の半規管を持つことを明らかにした。たとえば、移動しないナマケモノは小さくて鈍感な半規管を持つ。テナガザルは木の枝で空中ぶらんこする間にその頭部と視線を保持するために、より大きくて、より敏感な半規管を必要とする。

研究者たちが絶滅動物の骨迷路をスキャンすると、ある予想していなかった結果が出た。一つはApidium phiomenseという種から来た。これはエジプトで見つかった化石で、最初期のヒトニザル類(オナガザル類、類人猿、およびヒトを含むグループ)の一つである。Apidiumの骨格は跳躍に適応した生物だったことを示す。だが、その頭骨の内側は、より敏捷でない動物の小さな半規管だった。「それはたしかな驚きだった」とライアンは話す。現生種における以前の研究を考慮すると、動物のロコモーションのスタイルとその半規管の大きさの間の不一致はまれなはずだ。ライアンによると、Apidiumは我々が考えていたのより遅かったか、その骨格が敏捷性を素早く進化させる間に内耳の進化が遅れたのだろう。

もう一つのねじれはライアンが「最も良く知られた初期類人猿」というProconsul種から来た。その広範囲にわたって研究された骨格化石から、「それは動きの遅い、用心深い樹上四足歩行動物の種類と見なされてきた」とライアンは話す。Proconsul heseloniの三半規管は予測されていたのより大きく、より敏捷な動物であったことを示す。「今、我々はそれがもっとマカクのようであったのだろうと考えている」とライアンは話す。つまり、穏やかなペースで動くが時には跳躍しよじ登ることができる霊長類だ。

今月号のProceedings of the Royal Society Bに発表された本研究結果は、「類人猿とヒトの最初の共通祖先である、基幹的類人猿は我々が考えていた以上に素早かったことを示す」とライアンは話す。現在のゴリラとヒトの遅いロコモーションは、類人猿に受け継がれてきたものではなく、新しく進化したものだろう。

「これは本当に価値のある研究だ。それは我々に絶滅生物の動きが何であったかを語る別のデータ源を与えてくれるのだから」とミシガン大学(アナーバー)の人類学者で、本研究には関与していない、ローラ・マクラッチは話す。だが、彼女はP. heseloniが5種のProconsulのうちの4種の小さい側に属することを指摘する。大きいほうの種はもっと遅く動いていたかもしれない。元々の類人猿がどう動いていたかを代表しているのではなく、P. heseloniが単に多様な属のうちのより敏捷なメンバーだった可能性もある。

Apidiumで見られるような、内耳と骨格の間の外見上の不一致を解決するためには、研究者たちは化石証拠をより深く探求する必要がある。ライアンによると、現生霊長類におけるさらなる研究が動物の三半規管とその移動スタイルの間の関係を明瞭にするのを助けるだろう。最終的に、我々はより多くの長く化石化していた我々の類縁を動き出させることができるだろう。

Science NOW
Inner Ears Reveal Speed of Early Primates
by Elizabeth Preston on 22 June 2012, 3:44 PM

原論文
Timothy M. Ryan, et al.
Evolution of locomotion in Anthropoidea: the semicircular canal evidence
Published online before print June 13, 2012, doi: 10.1098/rspb.2012.0939 Proc. R. Soc. B
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