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ここに書いてあることは、誰かが実際に手を動かして調べ、考え、作り上げてきたものを拾い集めています。専門の本や論文、作品、そしてそれを生み出した人たち。気になったことがあれば、ぜひそのおおもとに直接ふれてみてください。このメモには書ききれない熱を、感じてもらえると思います。

海から りくへ、りくから 海へ ── からだを つくりかえた どうぶつたち

海から陸へ、陸から海へ ── 体を作り変えた動物たち

海から陸へ、陸から海へ ── 体を作り変えた動物たち

分野:生きもの

わたしたち 人間を ふくむ、りくに すむ どうぶつたちの とおい とおい ご先ぞは、もとは 水の 中に すむ 魚だったと かんがえられて いる。

いっぽう、クジラの とおい とおい ご先ぞは、りくの 上を 4本足で あるいて いた どうぶつだったと かんがえられて いる。

私たち人間をふくむ、陸にすむ動物たちの遠い遠い祖先は、もとは水の中にすむ魚だったと考えられている。

一方、クジラの遠い遠い祖先は、陸の上を4本足で歩いていた動物だったと考えられている。

脊椎動物の歴史をさかのぼると、まったく逆方向の2つの大移動が見えてくる。1つは、魚が陸に上がり四肢動物になった移動。もう1つは、その四肢動物の子孫であるクジラの祖先が、ふたたび海へ戻っていった移動だ。

体のつくりを根本から作り変えたこの2つの旅は、それぞれ別々の化石証拠によって、少しずつ解き明かされてきた。

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1. 3おく9500万年 前の あしあとが、魚から りくの どうぶつへの ヒントに なる

1. 3億9500万年前の足あとが、魚から陸の動物へのヒントになる

1. ポーランドで、既知の最古級となる四肢動物の足跡が見つかった

2010年、ポーランドの いせきで、とても ふるい あしあとの 化石が 見つかった。しらべると、やく 3おく9500万年も 前の ものだと わかった[1]

この あしあとには、ゆびの ような かたちが ついて いた。研究者たちは、りくを あるいた どうぶつが のこした あしあとだろうと かんがえて いる。この 年だいは、これまで 見つかって いた「あしを もつ どうぶつ」の ほねの 化石よりも 古い[1]

2010年、ポーランドの遺跡で、とても古い足あとの化石が見つかった。調べると、約3億9500万年も前のものだとわかった[1]

この足あとには、指のような形がついていた。研究者たちは、陸を歩いた動物が残した足あとだろうと考えている。この年代は、これまで見つかっていた「足をもつ動物」の骨の化石よりも古い[1]

2010年、スウェーデン・ウプサラ大学のペル・アールベリらの研究チームが、ポーランド南東部ザヘウミェの採石場で見つかった足跡化石を学術誌『ネイチャー』に発表した。指のような形の跡を残すこの足跡は、約3億9500万年前(デボン紀中期)のものと判定された[1]

この年代は、当時知られていた最古の四肢動物の体化石(骨そのものの化石)より1800万年、魚と四肢動物の中間的な特徴を持つ「エルピストステゲ類」の化石より1000万年古い。足跡の主が具体的にどんな動物だったかは特定されていないが、この発見によって、魚から四肢動物への移行は、それまで考えられていたよりもずっと早く始まっていた可能性が示された。また、従来は季節的に増水する森のような環境で進化が起きたと考えられていたが、この足跡は潮の満ち引きがある干潟のような環境から見つかっており、移行が起きた環境についての見方も見直されるきっかけとなった[1]

2. 魚と 4本足の どうぶつを つなぐ 化石が 見つかった

2. 魚と4本足の動物をつなぐ化石が見つかった

2. ティクターリクという魚は、ひれの中に手首と肘を持っていた

2004年、カナダの きたの しまで、とても めずらしい 化石が 3体 見つかった。「ティクターリク」と なづけられた、やく 3おく7500万年 前の 生きものだ[2]

この 生きものは、うろこや えらを もつ「魚」の とくちょうと、むねびれの 中に ひじや 手くびのような ほねを もつ「4本足の どうぶつ」の とくちょうを、りょうほう あわせもって いた[2]

2004年、カナダの北の島で、とても珍しい化石が3体見つかった。「ティクターリク」と名づけられた、約3億7500万年前の生きものだ[2]

この生きものは、うろこやえらをもつ「魚」の特徴と、胸びれの中にひじや手首のような骨をもつ「4本足の動物」の特徴を、両方あわせもっていた[2]

2004年、デシュラー、シュービン、ジェンキンスらの研究チームが、カナダ北部ヌナブト準州エルズミーア島で、保存状態のよい化石を3体発見した。この生物は「ティクターリク」と名づけられ、2006年に学術誌に記載された。年代は約3億7500万年前(デボン紀後期)である[2]

ティクターリクの胸びれの中には、上腕骨・橈骨・尺骨にあたる骨があり、肘を曲げたり、ひれの先で体を支えたりできる関節まで備えていた。肋骨は四肢動物に似た形に発達しており、こうした特徴は体を支える姿勢と関係していた可能性がある。首は胴体から独立して動かせた。肺とえらを両方持っていたとも考えられている。魚のうろこと呼吸のしかたを残しながら、四肢動物に近い骨格を持つこの生物は、両者をつなぐ移行化石として知られる[2]

3. 「あるく クジラ」が、こんどは 海に もどって いった

3. 「歩くクジラ」が、今度は海にもどっていった

3. パキケトゥスという初期のクジラ類が、今から約5000万年前に現れた

魚から すすんだ りくの どうぶつたちの 中から、今から やく5000万年 前、ふたたび 海に もどって いった なかまが あらわれた。それが、クジラの ご先ぞの なかまだ[3]

初期しょきの クジラの なかま「パキケトゥス」は、いまの クジラとは ぜんぜん ちがう すがたを して いた。4本の 足で りくを あるく ことも できた。まるで オオカミくらいの 大きさの どうぶつだった[3]

魚から進んだ陸の動物たちの中から、今から約5000万年前、ふたたび海にもどっていった仲間が現れた。それが、クジラの祖先にあたる仲間だ[3]

初期のクジラの仲間「パキケトゥス」は、今のクジラとはぜんぜんちがう姿をしていた。4本の足で陸を歩くこともできた。まるでオオカミくらいの大きさの動物だった[3]

脊椎動物が陸に上がってからおよそ3億年以上が経った始新世初期、パキスタン北西部にいた偶蹄類(現在のウシやカバなどを含むグループの、略した呼び方)の一系統が、ふたたび水辺での生活を始めた。その代表として知られるのが、今からおよそ5000万年前(代表的な標本ではおよそ4800万年前ごろ)のパキケトゥスである。パキケトゥスと前後する時期には、ヒマラヤケトゥスなど別の初期クジラ類も水辺で暮らしていた[3]

パキケトゥスは細長い四肢を持ち、陸上を歩くことができる体格で、骨格は厚くなっており、これが水中での浮力を相殺する役割を果たしていたと考えられている。オオカミほどの大きさで、見た目はクジラというより、水辺で暮らす陸生哺乳類に近かった[3]

4. 少しずつ、海の 生きものの すがたに かわって いった

4. 少しずつ、海の生きものの姿に変わっていった

4. アンブロケトゥスやバシロサウルス科など、初期クジラ類が広がっていった

パキケトゥスと おなじ ころか、少し あとに いた「アンブロケトゥス」も、初期しょきの クジラの なかまの 1つだ。ワニの ように、水の 中で からだを くねらせて およいだ。足は まだ あったが、水の 中の くらしに、より あった すがたに なって いた[4]

おなじ ころ、「バシロサウルス」の なかまと いう、大きい もので 全長 18メートルほどに なる 生きものたちも いた。これらは、水の 中だけで くらす すがたに なった、初期しょきの クジラの なかまだと かんがえられて いる。パキケトゥスから じゅんばんに すがたを かえて いったのでは なく、いろいろな なかまが おなじ 時代に わかれて いきて いたのだ[4]

パキケトゥスと同じころか、少しあとにいた「アンブロケトゥス」も、初期のクジラの仲間の1つだ。ワニのように、水の中で体をくねらせて泳いだ。足はまだあったが、水の中の暮らしに、より合った姿になっていた[4]

同じころ、「バシロサウルス」の仲間という、大きいもので全長18メートルほどになる生きものたちもいた。これらは、水の中だけで暮らす姿になった、初期のクジラの仲間だと考えられている。パキケトゥスから順番に姿を変えていったのではなく、いろいろな仲間が同じ時代に分かれて生きていたのだ[4]

パキケトゥスと近い時期の約4900万年前には、アンブロケトゥスという初期クジラ類がいた。長い肋骨と力強い後肢を持ち、ワニのように水中で待ち伏せするような狩りをしていたと考えられている。続く4800万〜3500万年前には、ロドケトゥスなどのプロトケトゥス科が知られており、四肢は短く太くなり、仙骨(骨盤と脊椎をつなぐ骨)の分離が進んでいた[4]

そして約4100万〜3400万年前には、バシロサウルス科が知られている。このグループには全長15〜18メートルほどにもなる種が含まれ、完全に水の中だけで暮らす体つきを持った、初期クジラ類の代表例とされる。ただし、バシロサウルス科にも痕跡的な後肢が残っており、現代のクジラのように後肢がほぼ失われるまでには、さらに時間がかかった。パキケトゥス、アンブロケトゥス、プロトケトゥス科、バシロサウルス科は、1本の系統が順番に姿を変えていったのではなく、この数千万年のあいだに枝分かれして並行して生きていた、初期クジラ類の複数のグループである[4]

5. クジラの いちばんの しんせきは、カバだと わかって きた

5. クジラのいちばんの親戚は、カバだとわかってきた

5. 2001年、DNAと化石の両方から、クジラと偶蹄類の近縁性が裏づけられた

今 生きて いる どうぶつの 中で、クジラに いちばん ちかい なかまは、じつは「カバ」だと かんがえられて いる。これは、DNA(生きものの とくちょうを つたえる、あんないしょの ような もの。ただし ほんとうに 本が あるのでは なく、からだの 中に ある じょうほうの ことだ)を しらべた けんきゅうで わかった[5]

さいしょは、化石を しらべた 研究者たちの あいだで、この かんがえに はんたいする 人も いた。でも 2001年、パキケトゥスの なかまの あしの 化石を くわしく しらべた ところ、カバや ウシの なかま(ぐうているい)に きょうつうする とくちょうな ほねの かたちが 見つかった。これは、クジラが カバや ウシの なかまに ちかい ことを うらづける しょうこに なった[5]

今生きている動物の中で、クジラにいちばん近い仲間は、実は「カバ」だと考えられている。これは、DNA(生きものの特徴を伝える、案内書のようなもの。ただし本当に本があるのではなく、体の中にある情報のことだ)を調べた研究でわかった[5]

最初は、化石を調べた研究者たちのあいだで、この考えに反対する人もいた。でも2001年、パキケトゥスの仲間の足の化石をくわしく調べたところ、カバやウシの仲間(偶蹄類)に共通する特徴的な骨の形が見つかった。これは、クジラがカバやウシの仲間に近いことを裏づける証拠になった[5]

1990年代、DNAを比較する分子系統学の研究が進み、現生動物の中でクジラ類にもっとも近縁なのはカバであるという説が有力になった。ところが、当時化石をもとに系統を組み立てていた古生物学者の多くは、クジラ類の祖先を肉食性の絶滅グループ「メソニクス目」に求めており、両者の見解は対立していた[5]

この対立に大きな進展をもたらしたのが、2001年9月に発表された2つの独立した研究である。ハンス・テヴィッセンらのチームと、フィリップ・ギンガリッチらのチームが、それぞれパキケトゥス科の化石の距骨(足首の骨)を分析し、偶蹄類(ウシ・カバ・ラクダなどを含むグループ)に共通してみられる「二重滑車状」の特徴的な形をしていることを突き止めた。これは、クジラ類がメソニクス目ではなく偶蹄類に近縁であることを示す証拠であり、クジラ類の起源を偶蹄類に求める見方を大きく後押しした。カバをもっとも近い現生の親戚とする、より細かい系統関係はDNAの研究が示したものだが、化石という別の手法による証拠が、異なる角度からクジラ類と偶蹄類の結びつきを指し示した例として知られている[5]

水ぞくかんや 図かんで、足の あった ころの クジラを さがそう

水族館や図鑑で、足があったころのクジラをさがそう

現在のクジラの骨格に、痕跡的な後肢を探してみる

クジラの ずかんや どうがを 見る きかいが あったら、むかしの クジラ(パキケトゥスや アンブロケトゥス)の すがたと、今の クジラの すがたを くらべて みよう。どこが にて いて、どこが ちがうだろうか。

クジラの図鑑や動画を見る機会があったら、昔のクジラ(パキケトゥスやアンブロケトゥス)の姿と、今のクジラの姿をくらべてみよう。どこが似ていて、どこがちがうだろうか。

現在のクジラやイルカの骨格標本・骨格図を調べると、体の内部に、後ろ足の名残とされる小さな骨(痕跡的な後肢)が残っていることがある。博物館の骨格展示や、骨格を紹介する図鑑・映像資料で、この名残を探してみてほしい。

しらべた ところ

参考にした情報源

参考にした情報源

  1. ナショナル ジオグラフィック日本版「最古の四足動物の足跡を発見」、AFPBB News「ひれから足へ、3億7500万年前の化石に進化の節目」、Niedźwiedzki et al.(2010)原論文(Nature)。 https://natgeo.nikkeibp.co.jp/nng/article/news/14/2132/ https://www.afpbb.com/articles/-/3006560 https://www.nature.com/articles/nature08623 (2010年1月、スウェーデン・ウプサラ大学のペル・アールベリ氏らの研究チームがポーランド南東部ザヘウミェの採石場で見つかった指状の足跡化石を学術誌『ネイチャー』に発表したこと、年代が約3億9500万年前と判定されたこと、これが当時知られていた最古の四肢動物の体化石より1800万年、エルピストステゲ類の化石より1000万年古いこと、干潟のような環境から見つかったことで進化が起きた環境についての見方が見直されたことはナショナル ジオグラフィック日本版の記事および原論文(Nature)による。足跡の担い手そのものが特定されているわけではないことは原論文による)
  2. フリー百科事典『ウィキペディア』「ティクターリク」、シカゴ大学ニュース「'Missing links' of evolution, explained」、Daeschler, Shubin & Jenkins(2006)原論文(Nature)。 https://ja.wikipedia.org/wiki/ティクターリク https://news.uchicago.edu/explainer/missing-links-evolution-explained https://www.nature.com/articles/nature04637 (2004年にDaeschler・Shubin・Jenkinsの研究チームがカナダ・エルズミーア島で化石を3体発見し2006年に学術誌『ネイチャー』に記載されたこと、年代が約3億7500万年前であること、胸びれの中に上腕骨・橈骨・尺骨や肘の関節・ひれの先で体を支える姿勢に関係したとみられる骨格があったこと、肋骨が四肢動物に似た形に発達し首が独立して動かせたこと、肺とえらを両方持っていたと考えられることはウィキペディア・シカゴ大学の解説記事および原論文(Nature)による)
  3. フリー百科事典『ウィキペディア』「パキケトゥス」「クジラ類の進化史」、ミシガン大学Gingerich氏の総説資料、Himalayacetus関連の原論文(PMC)。 https://ja.wikipedia.org/wiki/パキケトゥス https://ja.wikipedia.org/wiki/クジラ類の進化史 https://prod.lsa.umich.edu/content/dam/paleontology-assets/paleontology-documents/1560305Gingerich.pdf https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC28065/ (パキケトゥスが約5000万年前(始新世初期)のパキスタン北西部の地層から見つかった初期のクジラ類で偶蹄類の一系統であること、四肢を持ちオオカミほどの大きさで陸上を歩ける体格だったこと、骨格が厚く水中での浮力を相殺する役割を果たしていたと考えられることはウィキペディアおよびミシガン大学の総説資料による。パキケトゥスの代表的な標本の年代がおよそ4800万年前ごろとされる一方、これより古い約5350万年前のヒマラヤケトゥスなど、より古い年代の初期クジラ類化石も報告されており、パキケトゥスが唯一の起点ではないことは原論文(PMC)による)
  4. フリー百科事典『ウィキペディア』「クジラ類の進化史」、クジラ類の骨微細構造に関する研究レビュー(PMC)、ミシガン大学古生物学博物館「Basilosaurus isis」解説。 https://ja.wikipedia.org/wiki/クジラ類の進化史 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4340927/ https://lsa.umich.edu/paleontology/resources/beyond-exhibits/basilosaurus-isis.html (約4900万年前のアンブロケトゥスが長い肋骨と強力な後肢を持ちワニのような待ち伏せ型の狩りをしていたと考えられること、4800万〜3500万年前のロドケトゥス等プロトケトゥス科で四肢が短く太くなり仙骨の分離が進んだことはウィキペディア「クジラ類の進化史」による。バシロサウルス科が約4100万〜3400万年前のグループであり完全水生の体つきを持つ一方、痕跡的な後肢が残っていたこと、アンブロケトゥス・プロトケトゥス科・バシロサウルス科が並行して存在した複数のグループであることは骨微細構造の研究レビュー(PMC)による。バシロサウルス科の種(Basilosaurus isis)の全長が15〜18mほどとされることはミシガン大学古生物学博物館の解説による)
  5. フリー百科事典『ウィキペディア』「クジラ類の進化史」、Thewissen et al.(2001)原論文(Nature)、Gingerich et al.(2001)原論文抄録(Science/PubMed)。 https://ja.wikipedia.org/wiki/クジラ類の進化史 https://www.nature.com/articles/35095005 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11567134/ (分子系統学によりクジラ類にもっとも近縁な現生動物がカバであることが示されたこと、当時の古生物学者の多くがメソニクス目を祖先とみなし対立があったことはウィキペディア「クジラ類の進化史」による。2001年9月にハンス・テヴィッセン氏らのチーム〈学術誌ネイチャー〉とフィリップ・ギンガリッチ氏らのチーム〈学術誌サイエンス〉が独立にパキケトゥス科化石の距骨を分析し偶蹄類に共通する二重滑車状構造を発見したこと、この発見がクジラ類がメソニクス目ではなく偶蹄類に近縁であることを裏づけたことは原論文による。この化石証拠が示すのはクジラ類と偶蹄類全体との近縁性であり、カバを特定の姉妹群とする結論は主に分子系統学の研究による、という区別は原論文の記載にもとづく)

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