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大昔の海棲爬虫類の配色

大昔の海の生き物の本当の色



Sid Perkins

8 January 2014 1:00 pm


Stefan Sølberg
総天然色。オサガメ類のエオスファルギス・ブレイネリ(Eosphargis breineri、上)、魚竜類(中)、モササウルス類(下)などの、大昔の一部の海棲爬虫類は現在の海の生き物と似た配色をしていたことが新しい化石の研究から分かった。


すこしイルカに似た外見だが、尖った歯がびっしり生えた長くて細い鼻先を持つ魚竜類の一種は、全身を覆う濃い色素のおかげでジュラ紀の海の濁った深海ではほとんど見えなかった。これは恐竜時代の最中またはすぐ後に生きていた海の生き物の色をはじめて垣間見せてくれる新しい研究の結論の一つである。

新しい研究結果は「素晴らしい、かっこいい」とナトゥラリス生物多様性センター(オランダ、ライデン)の古脊椎動物学者、アンネ・シュルプ(Anne Schulp)は話す。彼はこの研究に関わっていない。「これは骨をはるかに超えた古生物学で、[チームの]主張はまったくそのとおりだ」

軟組織は化石記録に保存されることは少ない。その結果、大昔の生き物がどのような外見だったか――とくにどのような色であったか――の解決は推測に頼らざるをえなかった。しかし近年、科学者たちは化石の周りの岩石にある軟組織の化学的痕跡をマップするハイテクな手法を発展させ、色素の残存を可視化できるようになった――ほぼ文字通り先史時代の色を再現している。これまでの努力のほとんどは化石鳥類とその羽に保存された痕跡に集中していた、とルンド大学(スウェーデン)の古脊椎動物学者、ヨハン・リンドグレン(Johan Lindgren)は話す。彼と共同研究者たちはそれらの技術を使って大昔の海棲爬虫類の化石を分析した。

彼らの研究では、3セットの異なった時代の遠く離れた生き物の化石(現在デンマーク、イングランド、テキサス州の博物館に保管されている)を調べた。3つの動物は約5500万年前に棲息していたオサガメ類、約8600万年前に棲息していたモササウルス類と呼ばれる大型捕食動物、1億9000万年前から1億9600万年前の間に海を泳いでいた魚竜類である。(これらの生き物それぞれの祖先はかつて陸上に棲息していたため、3種はすべて空気呼吸動物である。)3つの化石すべてで、軟組織の輪郭がぼんやりとした黒い物質として周囲の岩石に保存されていた。古生物学者たちは長らくそのようなフィルムは炭素に富んだ組織の残骸に過ぎないと推測してきた、とリンドグレンは話す。しかしそれらの物質を走査型電子顕微鏡で見ると、長さ0.5から0.8マイクロメートルの小さなラグビーボール形の構造が厚い層を作っているのが明らかになった。これらの小さな点は現在のトカゲの肌と鱗や鳥類の羽に見られる色素が持つ構造(メラノソームと呼ばれる)と大きさも形も同じだ。それらの卵形の形状はこの色素が黒であったことを示す。赤や黄色を加えるメラノソームは球形であることが多い、とリンドグレンは言う。

チームが化石に荷電粒子を撃ち込んで表面から弾き出された粒子を分析すると(飛行時間型二次イオン質量分析法と呼ばれる技術)、一般的に肌や羽に黒や茶色を加える色素であるユーメラニンが化学的に同定された。保存された組織の周囲の岩石は炭素に富んだ化合物を含んでおらず、保存された軟組織に由来する残存化学物質が大昔の堆積物でないことをさらに示す、とチームは今日ネイチャー誌(Nature)にオンラインで報告した。研究者たちが見つけたメラノソームの濃度を考えると、その動物が最終的に保存されなかった他の色素を持っていたとしても、色素を帯びた領域は濃い灰色か黒であった可能性が高い。

化石における全体の色素パターンは現在の海の生き物と非常に似ている、と研究者たちは言う。オサガメ類とモササウルス類では、色素は動物の体の上側表面に集中していた。研究によるとこのカウンターシェイディングと呼ばれる上側が濃くて下側が薄い配色は、カムフラージュを与えるのに役立つ、とリンドグレンは話す。上から光を照らされて(動物が通常の姿勢で泳いでいるときにそうなるだろう)横から見られるとき、薄い下側は影になり、その生物が背景へと溶け込むのに役立つ。これらの生き物は空気呼吸動物であるため、かなりの量の時間を海面か浅海の、海のなかでも光がよく当たる部分で過ごしたと思われる。

しかし魚竜類はその体の全体を覆うように濃い色素を持っていた。それは現代の海の生き物のあいで普通ではないが知られていないわけではない、とリンドグレンは話す。マッコウクジラも同様に全身が濃い――この恐しい捕食者が餌を探す場所である、もの暗い深海で隠れるのを助ける配色だ。

色素は他の目的も果たしていたと考えられる。とくに暗い上側は、オサガメなどの現生の海棲爬虫類が海面で日光浴をしているあいだに光を吸収するのを助ける。それは生き物の体温を上昇させ、成長を速くしたり冷たい水中でより長い時間餌を探し回ったりできるようにする。

チームの研究は「非常に面白く、簡単なことではない」とブリストル大学(英国)の古生物学者、マイク・ベントン(Mike Benton)は話す。「数年前、人びとは大昔の生き物の色がどんなであったかを語ることは不可能だと言っていた」と彼は言う。「だがこの通りやってのけた」

元記事
Science NOW
The True Color of Ancient Sea Creatures
Sid Perkins, 8 January 2014 1:00 pm

原論文
Johan Lindgren, Peter Sjövall, Ryan M. Carney, Per Uvdal, Johan A. Gren, Gareth Dyke, Bo Pagh Schultz, Matthew D. Shawkey, Kenneth R. Barnes & Michael J. Polcyn
Skin pigmentation provides evidence of convergent melanism in extinct marine reptiles
Nature (2014) Published online 08 January 2014
doi:10.1038/nature12899
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