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中国の貴州省で、約2億3700万年前の三畳紀後期に生息していた、骨の装甲を持つ両生類「ゲロトラックス・マリティムス」の化石が見つかりました。カリフォルニア大学デービス校などの研究チームは、骨格の保存状態や化学分析を根拠に、一生を海で過ごした両生類として初の化石証拠だと位置づけています。
現生の両生類は8000種を超えますが、完全な海洋環境で一生を過ごす種は知られておらず、ある程度の塩分に耐えられる種も2％未満です。
指まで残る2体の骨格と海水に近い化学組成
研究の対象は、ほぼ完全な状態で保存された2体の骨格です。発見場所は当時、海に覆われ、大きな陸地から数百キロメートル離れていました。カリフォルニア大学デービス校、北京大学、貴州地質博物館の共同研究で、成果は学術誌「Nature Ecology & Evolution」に掲載されました。
化石は深い海に堆積した地層から見つかり、指の骨まで残っていました。研究チームのリョウスケ・モタニ教授は、海上を漂う死骸は海底に沈む前に四肢を失うことがあるため、この保存状態は生息場所に近いところで死んだ可能性を示すと考えています。
さらに研究チームは、化石に含まれるストロンチウムの同位体比を分析しました。同位体は同じ元素でも質量が異なる原子のことで、化石に含まれるその割合は、三畳紀後期の海水で想定される値によく似ていました。研究チームは、地層、骨格の保存状態、化学組成を組み合わせて、海で暮らしていたと判断しています。
同位体比が生息環境の手がかりになる理由
今回、海水との比較に使われたストロンチウム同位体比には、時代によって変化する一方、同じ時代の海洋では広く均一になるという特徴があります。ストロンチウムが海にとどまる時間は海水の循環にかかる時間より長く、海全体でよく混ざるためです。
海水と淡水が混ざる環境では、その比率が変わる例もあります。北米の白亜紀後期の化石を調べた研究では、海洋環境から、海水と淡水が混ざる汽水環境へと移るにつれ、ストロンチウム同位体比が系統的に低下しました。研究チームは、海水より同位体比の低い淡水が混ざったことと整合すると解釈しています。こうした水の化学的な違いは、化石の生息環境を検討する手がかりになります。
全長約90センチ、平たい体で獲物を待つ生活
ゲロトラックス・マリティムスは全長約90センチで、幅広く平たい円盤状の体を持ち、厚い骨の装甲に覆われていました。リョウスケ・モタニ教授は、体重はオオサンショウウオと同程度だった可能性がある一方、細長いオオサンショウウオとは体形が大きく異なると述べています。
研究チームは、頭骨の形と重い装甲から、海底で獲物を待ち、近づいた動物を吸い込むように捕らえていたと推測しています。装甲には、魚竜などの大型捕食者から身を守る役割もあった可能性があります。
骨の装甲は、古代の両生類群である分椎類にも見られる特徴です。分椎類の多くはうろこや大きな骨板を持ち、現生のカエルやサンショウウオなどとは体の表面の構造が異なっていました。分椎類と現生両生類の進化的な関係には複数の仮説があり、多くの研究では分椎類の一群を現生両生類に最も近い仲間と位置づけています。
骨の装甲とえらによる塩分調節という仮説
現生両生類の皮膚は水や気体を通し、呼吸や水分の取り込みに使われますが、海水の影響も受けやすい性質があります。塩分への耐性を持つカニクイガエルでも、汽水にさらされると体重が減り、回復のために淡水へ戻る必要があります。
研究チームは、ゲロトラックス・マリティムスでは骨の装甲が皮膚を通る水の移動を抑え、口から取り込んだ海水を消化管で吸収していた可能性を提案しています。さらに、ゲロトラックス属で知られるえらが、余分な塩分を排出する役割を担ったという仮説を立てています。
